Η μίτωση χωρίζεται συμβατικά σε τέσσερις φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.
Πρόφαση.Τα δύο κεντρόλια αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετους πόλους του πυρήνα. Η πυρηνική μεμβράνη καταστρέφεται. Ταυτόχρονα, ειδικές πρωτεΐνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν μικροσωληνίσκους με τη μορφή νηματίων. Τα κεντριόλια, που βρίσκονται τώρα σε αντίθετους πόλους του κυττάρου, έχουν οργανωτική επίδραση στους μικροσωληνίσκους, οι οποίοι ως αποτέλεσμα ευθυγραμμίζονται ακτινικά, σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με άνθος αστέρα («αστέρι») στην εμφάνιση. Άλλα νημάτια μικροσωληνίσκων εκτείνονται από το ένα κεντρόλιο στο άλλο, σχηματίζοντας μια άτρακτο σχάσης. Αυτή τη στιγμή, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται και, ως αποτέλεσμα, πυκνώνουν. Είναι καθαρά ορατά κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός, ειδικά μετά τη χρώση. Η ανάγνωση γενετικών πληροφοριών από μόρια DNA γίνεται αδύνατη: η σύνθεση RNA σταματά, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στην προφάση, τα χρωμοσώματα χωρίζονται, αλλά οι χρωματίδες παραμένουν συνδεδεμένες ανά ζεύγη στη ζώνη του κεντρομερούς. Τα κεντρομερή έχουν επίσης οργανωτική επίδραση στα νήματα της ατράκτου, τα οποία τώρα εκτείνονται από κεντρόλιο σε κεντρομερές και από αυτό σε άλλο κεντριόλιο.
Μεταφάση.Στη μετάφαση, η σπειροειδοποίηση των χρωμοσωμάτων φθάνει στο μέγιστο και τα συντομευμένα χρωμοσώματα ορμούν στον ισημερινό του κυττάρου, που βρίσκονται σε ίση απόσταση από τους πόλους. Σχηματίστηκε ισημερινή, ή μεταφάση, πλάκα.Σε αυτό το στάδιο της μίτωσης, η δομή των χρωμοσωμάτων είναι σαφώς ορατή, είναι εύκολο να τα μετρήσετε και να τα μελετήσετε. ατομικά χαρακτηριστικά. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια περιοχή πρωτογενούς στένωσης - το κεντρομερίδιο, στο οποίο το νήμα της ατράκτου και οι βραχίονες συνδέονται κατά τη μίτωση. Στο στάδιο της μετάφασης, το χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες που συνδέονται μεταξύ τους μόνο στην περιοχή του κεντρομερούς.
Ρύζι. 1. Μίτωση φυτικού κυττάρου. ΑΛΛΑ -ενδιάμεση φάση?
Β, Γ, Δ, Δ-προφαση? ΜΙ, W-μετάφαση; 3, I - ανάφαση; K, L,Μ-τελοφάση
ΣΤΟ ανάφασητο ιξώδες του κυτταροπλάσματος μειώνεται, τα κεντρομερή διαχωρίζονται και από εκείνη τη στιγμή οι χρωματίδες γίνονται ανεξάρτητα χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου που συνδέονται με τα κεντρομερή τραβούν τα χρωμοσώματα στους πόλους του κυττάρου, ενώ οι βραχίονες των χρωμοσωμάτων ακολουθούν παθητικά το κεντρομερές. Έτσι, στην ανάφαση, οι χρωματίδες των διπλασιασμένων χρωμοσωμάτων που βρίσκονται ακόμα στη μεσόφαση αποκλίνουν ακριβώς προς τους πόλους του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν δύο διπλοειδή σετ χρωμοσωμάτων (4n4c) στο κύτταρο.
Πίνακας 1. Μιτωτικός κύκλος και μίτωση
| Φάσεις | Η διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο κελί | |
| Ενδιάμεση φάση | Προσυνθετική περίοδος (G1) | Πρωτεϊνοσύνθεση. Το RNA συντίθεται σε μη τυλιγμένα μόρια DNA |
| Συνθετικός περίοδος (S) | Η σύνθεση DNA είναι ο αυτοδιπλασιασμός του μορίου του DNA. Κατασκευή της δεύτερης χρωματίδας, στην οποία διέρχεται το νεοσχηματισμένο μόριο DNA: λαμβάνονται χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων | |
| Μετασυνθετική περίοδος (G2) | Πρωτεϊνοσύνθεση, αποθήκευση ενέργειας, προετοιμασία για διαίρεση | |
| Φάσεις μίτωσις | Πρόφαση | Τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων σπειροειδοποιούνται, οι πυρήνες διαλύονται, τα κεντρόλια αποκλίνουν, η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται, σχηματίζονται ίνες ατράκτου |
| μετάφαση | Τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων, τα χρωμοσώματα δύο χρωματιδίων συγκεντρώνονται στον ισημερινό του κυττάρου | |
| Ανάφαση | Τα κεντρομερή διαιρούνται, τα μεμονωμένα χρωματιδικά χρωμοσώματα τεντώνονται με νήματα ατράκτου στους πόλους του κυττάρου | |
| Τελόφαση | Τα μονοχρωματικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται, ο πυρήνας σχηματίζεται, το πυρηνικό περίβλημα αποκαθίσταται, ένα διαμέρισμα μεταξύ των κυττάρων αρχίζει να σχηματίζεται στον ισημερινό, τα νήματα της ατράκτου σχάσης διαλύονται |
ΣΤΟ τελοφάσητα χρωμοσώματα ξετυλίγονται, απελευθερώνονται. Το πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται από τις μεμβρανικές δομές του κυτταροπλάσματος. Αυτή τη στιγμή, ο πυρήνας αποκαθίσταται. Αυτό ολοκληρώνει τη διαίρεση του πυρήνα (καρυοκίνηση), και στη συνέχεια συμβαίνει η διαίρεση του κυτταρικού σώματος (ή κυτταροκίνηση). Όταν τα ζωικά κύτταρα διαιρούνται, εμφανίζεται ένα αυλάκι στην επιφάνειά τους στο ισημερινό επίπεδο, βαθμιαία και διαιρώντας το κύτταρο σε δύο μισά - θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει έναν πυρήνα. Στα φυτά, η διαίρεση συμβαίνει μέσω του σχηματισμού μιας λεγόμενης κυτταρικής πλάκας που διαχωρίζει το κυτταρόπλασμα: εμφανίζεται στην ισημερινή περιοχή της ατράκτου και στη συνέχεια αναπτύσσεται προς όλες τις κατευθύνσεις, φτάνοντας στο κυτταρικό τοίχωμα (δηλαδή, μεγαλώνει από μέσα προς τα έξω) . Η κυτταρική πλάκα σχηματίζεται από υλικό που παρέχεται από το ενδοπλασματικό δίκτυο. Στη συνέχεια, καθένα από τα θυγατρικά κύτταρα σχηματίζει μια κυτταρική μεμβράνη στο πλάι του και, τέλος, σχηματίζονται κύτταρα κυτταρίνης και στις δύο πλευρές της πλάκας. κυτταρικά τοιχώματα. Τα χαρακτηριστικά της πορείας της μίτωσης σε ζώα και φυτά φαίνονται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2. Χαρακτηριστικά της μίτωσης σε φυτά και ζώα
Έτσι, δύο θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται από ένα κύτταρο, στο οποίο οι κληρονομικές πληροφορίες αντιγράφουν ακριβώς τις πληροφορίες που περιέχονται στο μητρικό κύτταρο. Ξεκινώντας από την πρώτη μιτωτική διαίρεση ενός γονιμοποιημένου ωαρίου (ζυγώτη), όλα τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της μίτωσης περιέχουν το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων και τα ίδια γονίδια. Επομένως, η μίτωση είναι μια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης, η οποία συνίσταται στην ακριβή κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, και τα δύο θυγατρικά κύτταρα λαμβάνουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων.
Η όλη διαδικασία της μίτωσης διαρκεί στις περισσότερες περιπτώσεις από 1 έως 2 ώρες. Η συχνότητα της μίτωσης σε διαφορετικούς ιστούς και σε διαφορετικά είδη είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στον ανθρώπινο ερυθρό μυελό των οστών, όπου σχηματίζονται 10 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια κάθε δευτερόλεπτο, θα πρέπει να συμβαίνουν 10 εκατομμύρια μιτώσεις κάθε δευτερόλεπτο. Και στον νευρικό ιστό, οι μιτώσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες: για παράδειγμα, στον κεντρικό νευρικό σύστημαΤα κύτταρα βασικά σταματούν να διαιρούνται ήδη τους πρώτους μήνες μετά τη γέννηση. και στον κόκκινο μυελό των οστών, στην επιθηλιακή επένδυση της πεπτικής οδού και στο επιθήλιο των νεφρικών σωληναρίων, διαιρούνται για το υπόλοιπο της ζωής.
Ρύθμιση της μίτωσης, το ζήτημα του μηχανισμού ενεργοποίησης της μίτωσης.
Οι παράγοντες που προκαλούν ένα κύτταρο σε μίτωση δεν είναι ακριβώς γνωστοί. Αλλά πιστεύεται ότι ο παράγοντας της αναλογίας των όγκων του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος (αναλογία πυρήνα-πλάσμα) παίζει σημαντικό ρόλο. Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, τα κύτταρα που πεθαίνουν παράγουν ουσίες που μπορούν να διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση. Οι πρωτεϊνικοί παράγοντες που είναι υπεύθυνοι για τη μετάβαση στη φάση Μ αναγνωρίστηκαν αρχικά με βάση πειράματα κυτταρικής σύντηξης. Η σύντηξη ενός κυττάρου σε οποιοδήποτε στάδιο του κυτταρικού κύκλου με ένα κύτταρο στη φάση Μ οδηγεί στην είσοδο του πυρήνα του πρώτου κυττάρου στη φάση Μ. Αυτό σημαίνει ότι σε ένα κύτταρο στη φάση Μ υπάρχει ένας κυτταροπλασματικός παράγοντας ικανός να ενεργοποιήσει τη φάση Μ. Αργότερα, αυτός ο παράγοντας ανακαλύφθηκε για δεύτερη φορά σε πειράματα για τη μεταφορά κυτταροπλάσματος μεταξύ ωοκυττάρων βατράχου σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης και ονομάστηκε παράγοντας προαγωγής ωρίμανσης (MPF). Περαιτέρω μελέτη του MPF έδειξε ότι αυτό το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα καθορίζει όλα τα συμβάντα της φάσης Μ. Το σχήμα δείχνει ότι η διάσπαση της πυρηνικής μεμβράνης, η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, η συναρμολόγηση της ατράκτου και η κυτταροκίνηση ρυθμίζονται από MPF.
Η μίτωση αναστέλλεται υψηλή θερμοκρασία, υψηλές δόσεις ιονίζουσας ακτινοβολίας, δράση φυτικών δηλητηρίων. Ένα τέτοιο δηλητήριο ονομάζεται κολχικίνη. Με τη βοήθειά του, μπορείτε να σταματήσετε τη μίτωση στο στάδιο της πλάκας μετάφασης, η οποία σας επιτρέπει να μετρήσετε τον αριθμό των χρωμοσωμάτων και να δώσετε σε καθένα από αυτά ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό, δηλ. να πραγματοποιήσετε καρυότυπο.
Αμίτωση (από τα ελληνικά α - αρνητικό σωματίδιο και μίτωση)- άμεση διαίρεση του πυρήνα μεσοφάσεως με απολίνωση χωρίς μετασχηματισμό χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, δεν υπάρχει ομοιόμορφη απόκλιση των χρωματίδων προς τους πόλους. Και αυτή η διαίρεση δεν εξασφαλίζει το σχηματισμό γενετικά ισοδύναμων πυρήνων και κυττάρων. Σε σύγκριση με τη μίτωση, η αμίτωση είναι μια συντομότερη και πιο οικονομική διαδικασία. ΑΛΛΑ μιτωτική διαίρεσημπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Ο πιο κοινός τύπος αμίτωσης είναι η απολίνωση του πυρήνα στα δύο. Αυτή η διαδικασία ξεκινά με τη διαίρεση του πυρήνα. Η συστολή βαθαίνει και ο πυρήνας χωρίζεται στα δύο. Μετά από αυτό, αρχίζει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Εάν η αμίτωση περιορίζεται μόνο από την πυρηνική διαίρεση, τότε αυτό οδηγεί στο σχηματισμό δι- και πολυπυρηνικών κυττάρων. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, μπορεί επίσης να εμφανιστεί εκβλάστηση και κατακερματισμός των πυρήνων.
Ένα κύτταρο που έχει υποστεί αμίτωση δεν μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει σε έναν φυσιολογικό μιτωτικό κύκλο.
Η αμίτωση εντοπίζεται στα κύτταρα διαφόρων φυτικών και ζωικών ιστών. Στα φυτά, η αμιτωτική διαίρεση είναι αρκετά συχνή στο ενδοσπέρμιο, στα εξειδικευμένα ριζικά κύτταρα και στα κύτταρα των αποθηκευτικών ιστών. Η αμίτωση παρατηρείται επίσης σε εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα με μειωμένη βιωσιμότητα ή εκφυλιστικά, σε διάφορα παθολογικές διεργασίεςόπως κακοήθης ανάπτυξη, φλεγμονή κ.λπ.
Μίτωσιςείναι η πιο κοινή μέθοδος διαίρεσης ευκαρυωτικών κυττάρων. Κατά τη μίτωση, τα γονιδιώματα καθενός από τα δύο προκύπτοντα κύτταρα είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους και συμπίπτουν με το γονιδίωμα του αρχικού κυττάρου.
Η μίτωση είναι το τελευταίο και συνήθως το συντομότερο βήμα στον κυτταρικό κύκλο. Με το τέλος του τελειώνει ο κύκλος ζωής του κυττάρου και αρχίζουν οι κύκλοι δύο νεοσχηματισθέντων.
Το διάγραμμα απεικονίζει τη διάρκεια των σταδίων του κυτταρικού κύκλου. Το γράμμα Μ σημαίνει μίτωση. Μέγιστη ταχύτηταΗ μίτωση παρατηρείται στα γεννητικά κύτταρα, τα μικρότερα - σε ιστούς με υψηλό βαθμό διαφοροποίησης, εάν τα κύτταρα τους διαιρούνται καθόλου.
Αν και η μίτωση θεωρείται ανεξάρτητα από τη μεσοφάση, η οποία αποτελείται από τις περιόδους G 1 , S και G 2 , η προετοιμασία για αυτήν συμβαίνει ακριβώς σε αυτήν. κατά το πολύ σημαντικό σημείοείναι η αντιγραφή του DNA που συμβαίνει στη συνθετική περίοδο (S). Μετά την αντιγραφή, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο πανομοιότυπες χρωματίδες. Είναι κοντά σε όλο τους το μήκος και συνδέονται στην περιοχή του κεντρομερούς του χρωμοσώματος.
Στη μεσοφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον πυρήνα και είναι ένα κουβάρι από λεπτά, πολύ μακριά νήματα χρωματίνης που είναι ορατά μόνο κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.
Στη μίτωση διακρίνεται ένας αριθμός διαδοχικών φάσεων, οι οποίες μπορούν επίσης να ονομαστούν στάδια ή περίοδοι. Στην κλασική απλοποιημένη εκδοχή της θεώρησης διακρίνονται τέσσερις φάσεις. το πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Συχνά διακρίνονται περισσότερες φάσεις: προμεταφάση(μεταξύ πρόφασης και μετάφασης) προπρόφαση(χαρακτηριστικό των φυτικών κυττάρων, προηγείται της προφάσης).
Μια άλλη διαδικασία που σχετίζεται με τη μίτωση είναι κυτταροκίνηση, που εμφανίζεται κυρίως κατά την περίοδο της τελοφάσης. Μπορούμε να πούμε ότι η κυτταροκίνηση είναι, σαν να λέγαμε, αναπόσπαστο μέρος της τελοφάσης, ή και οι δύο διαδικασίες εκτελούνται παράλληλα. Η κυτταροκίνηση νοείται ως η διαίρεση του κυτταροπλάσματος (αλλά όχι του πυρήνα!) του γονικού κυττάρου. Πυρηνική σχάση ονομάζεται καρυοκίνησηκαι προηγείται της κυτταροκίνησης. Ωστόσο, κατά τη μίτωση, αυτή καθαυτή, δεν συμβαίνει πυρηνική διαίρεση, γιατί πρώτα αποσυντίθεται ο ένας - ο μητρικός, μετά σχηματίζονται δύο νέοι - οι θυγατρικές.
Υπάρχουν περιπτώσεις όπου εμφανίζεται καρυοκίνηση αλλά όχι κυτταροκίνηση. Σε τέτοιες περιπτώσεις, σχηματίζονται πολυπύρηνα κύτταρα.
Η διάρκεια της ίδιας της μίτωσης και οι φάσεις της είναι ατομική και εξαρτάται από τον τύπο του κυττάρου. Συνήθως η πρόφαση και η μετάφαση είναι οι μεγαλύτερες περίοδοι.
Μέση διάρκειαμίτωση για περίπου δύο ώρες. Τα ζωικά κύτταρα συνήθως διαιρούνται ταχύτερα από τα φυτικά κύτταρα.
Κατά τη διαίρεση των ευκαρυωτικών κυττάρων, σχηματίζεται αναγκαστικά μια διπολική άτρακτος σχάσης, που αποτελείται από μικροσωληνίσκους και πρωτεΐνες που συνδέονται με αυτά. Χάρη σε αυτόν, υπάρχει ίση κατανομή του κληρονομικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.
Παρακάτω θα δοθεί μια περιγραφή των διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο σε διάφορες φάσεις της μίτωσης. Η μετάβαση σε κάθε επόμενη φάση ελέγχεται στο κύτταρο από ειδικά βιοχημικά σημεία ελέγχου, στα οποία «ελέγχεται» αν έχουν ολοκληρωθεί σωστά όλες οι απαραίτητες διαδικασίες. Εάν υπάρχουν σφάλματα, η διαίρεση μπορεί να σταματήσει ή όχι. Στην τελευταία περίπτωση εμφανίζονται μη φυσιολογικά κύτταρα.
Φάσεις μίτωσης
Πρόφαση
Στην προφάση, συμβαίνουν οι ακόλουθες διεργασίες (κυρίως παράλληλα):
Τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται
Οι πυρήνες εξαφανίζονται
Το πυρηνικό περίβλημα διαλύεται
Σχηματίζονται δύο πόλοι της ατράκτου
Η μίτωση ξεκινά με τη βράχυνση των χρωμοσωμάτων. Τα ζεύγη των χρωματίδων που τα αποτελούν σπειροειδώς, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να βραχύνονται και να παχαίνουν πολύ. Στο τέλος της προφάσης, μπορούν να φανούν κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός.
Οι πυρήνες εξαφανίζονται, επειδή τα μέρη των χρωμοσωμάτων που τα σχηματίζουν (πυρηνικοί οργανωτές) είναι ήδη σε σπειροειδή μορφή, επομένως, είναι ανενεργά και δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Επιπλέον, οι πυρηνικές πρωτεΐνες αποικοδομούνται.
Στα κύτταρα των ζώων και των κατώτερων φυτών, τα κεντρόλια του κυτταρικού κέντρου αποκλίνουν κατά μήκος των πόλων του κυττάρου και προεξέχουν κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων. Αν και τα ανώτερα φυτά δεν έχουν κεντρόλια, σχηματίζονται επίσης μικροσωληνίσκοι.
Οι μικροί (αστρικοί) μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να αποκλίνουν από κάθε κέντρο οργάνωσης. Σχηματίζεται μια δομή παρόμοια με ένα αστέρι. Τα φυτά δεν το παράγουν. Οι πόλοι σχάσης τους είναι ευρύτεροι· οι μικροσωληνίσκοι δεν αναδύονται από μια μικρή, αλλά από μια σχετικά ευρεία περιοχή.
Η διάσπαση του πυρηνικού περιβλήματος σε μικρά κενοτόπια σηματοδοτεί το τέλος της προφάσης.
Δεξιά στη φωτομικρογραφία σε πράσινοεπισημαίνονται μικροσωληνίσκοι, μπλε - χρωμοσώματα, κόκκινο - κεντρομερή χρωμοσωμάτων.
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια της πρόφασης της μίτωσης, εμφανίζεται κατακερματισμός του EPS, διασπάται σε μικρά κενοτόπια. Η συσκευή Golgi διασπάται σε μεμονωμένα δικτυοσώματα.
προμεταφάση
Οι βασικές διαδικασίες της προμεταφάσης είναι ως επί το πλείστον διαδοχικές:
Χαοτική διάταξη και κίνηση των χρωμοσωμάτων στο κυτταρόπλασμα.
Σύνδεσή τους με μικροσωληνίσκους.
Κίνηση χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου.
Τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα, κινούνται τυχαία. Μόλις βρεθούν στους πόλους, είναι πιο πιθανό να συνδεθούν με το θετικό άκρο του μικροσωληνίσκου. Τέλος, το νήμα προσαρμόζεται στην κινετόχορα.
Ένας τέτοιος μικροσωληνίσκος kinetochore αρχίζει να αναπτύσσεται, ο οποίος απομακρύνει το χρωμόσωμα από τον πόλο. Σε κάποιο σημείο, ένας άλλος μικροσωληνίσκος συνδέεται με την κινετοχώρη της αδελφής χρωματίδας, που αναπτύσσεται από τον άλλο πόλο διαίρεσης. Αρχίζει επίσης να σπρώχνει το χρωμόσωμα, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Ως αποτέλεσμα, το χρωμόσωμα γίνεται στον ισημερινό.
Οι κινετοχώρες είναι πρωτεϊνικές δομές στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων. Κάθε αδελφή χρωματίδη έχει τη δική της κινετοχώρα, η οποία ωριμάζει σε προφάση.
Εκτός από τους αστρικούς και κινετοχώρους μικροσωληνίσκους, υπάρχουν και αυτοί που πηγαίνουν από τον έναν πόλο στον άλλο, σαν να εκρήγνυνται το κύτταρο σε κατεύθυνση κάθετη στον ισημερινό.
μετάφαση
Ένα σημάδι της έναρξης της μετάφασης είναι η θέση των χρωμοσωμάτων κατά μήκος του ισημερινού, το λεγομενο μεταφάση, ή ισημερινή, πλάκα. Στη μετάφαση, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων, οι διαφορές τους και το γεγονός ότι αποτελούνται από δύο αδελφές χρωματίδες που συνδέονται στο κεντρομερίδιο είναι σαφώς ορατά.
Τα χρωμοσώματα συγκρατούνται μεταξύ τους με ισορροπημένες δυνάμεις τάσης μικροσωληνίσκων διαφορετικών πόλων.
Ανάφαση
Οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται, η καθεμία κινείται προς τον δικό της πόλο.
Οι πόλοι απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο.
Η αναφάση είναι η συντομότερη φάση της μίτωσης. Ξεκινά όταν τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων χωρίζονται σε δύο μέρη. Ως αποτέλεσμα, κάθε χρωματίδιο γίνεται ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα και συνδέεται με έναν μικροσωληνίσκο ενός πόλου. Τα νήματα «τραβούν» τις χρωματίδες σε αντίθετους πόλους. Στην πραγματικότητα, οι μικροσωληνίσκοι αποσυναρμολογούνται (αποπολυμερίζονται), δηλαδή βραχύνονται.
Στην ανάφαση των ζωικών κυττάρων δεν κινούνται μόνο τα θυγατρικά χρωμοσώματα, αλλά και οι ίδιοι οι πόλοι. Λόγω άλλων μικροσωληνίσκων, απομακρύνονται, αστρικοί μικροσωληνίσκοι συνδέονται με τις μεμβράνες και επίσης «τραβούν».
Τελοφάση
Τα χρωμοσώματα σταματούν να κινούνται
Τα χρωμοσώματα αποσυμπυκνώνονται
Εμφανίζονται πυρήνες
Το πυρηνικό περίβλημα αποκαθίσταται
Οι περισσότεροι μικροσωληνίσκοι εξαφανίζονται
Η τελοφάση ξεκινά όταν τα χρωμοσώματα σταματούν να κινούνται, σταματώντας στους πόλους. Απελευθερώνονται, γίνονται μακριές και νηματώδεις.
Οι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου σχάσης καταστρέφονται από τους πόλους στον ισημερινό, δηλαδή από τα μείον άκρα τους.
Ένα πυρηνικό περίβλημα σχηματίζεται γύρω από τα χρωμοσώματα από τη σύντηξη μεμβρανικών κυστιδίων, μέσα στα οποία ο μητρικός πυρήνας και το EPS αποσυντίθενται σε πρόφαση. Κάθε πόλος έχει τον δικό του θυγατρικό πυρήνα.
Καθώς τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται, οι πυρηνικοί οργανωτές ενεργοποιούνται και εμφανίζονται πυρήνες.
Η σύνθεση RNA συνεχίζεται.
Εάν τα κεντρόλια δεν έχουν ακόμη ζευγαρώσει στους πόλους, τότε ένα ζεύγος συμπληρώνεται κοντά σε καθένα από αυτά. Έτσι, σε κάθε πόλο αναδημιουργείται το δικό του κυτταρικό κέντρο, το οποίο θα πάει στο θυγατρικό κελί.
Τυπικά, η τελοφάση τελειώνει με τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος, δηλαδή με την κυτταροκίνηση.
κυτταροκίνηση
Η κυτταροκίνηση μπορεί να ξεκινήσει ήδη από την ανάφαση. Στην αρχή της κυτταροκίνησης, τα κυτταρικά οργανίδια κατανέμονται σχετικά ομοιόμορφα κατά μήκος των πόλων.
Η διαίρεση του κυτταροπλάσματος των φυτικών και ζωικών κυττάρων συμβαίνει με διαφορετικούς τρόπους.
Στα ζωικά κύτταρα, λόγω ελαστικότητας, η κυτταροπλασματική μεμβράνη στο ισημερινό τμήμα του κυττάρου αρχίζει να διογκώνεται προς τα μέσα. Σχηματίζεται ένα αυλάκι, το οποίο τελικά κλείνει. Με άλλα λόγια, το μητρικό κύτταρο διαιρείται με απολίνωση.
Στα φυτικά κύτταρα στην τελοφάση, τα νήματα της ατράκτου δεν εξαφανίζονται στην περιοχή του ισημερινού. Κινούνται πιο κοντά στην κυτταροπλασματική μεμβράνη, ο αριθμός τους αυξάνεται και σχηματίζονται φραγκμοπλάστη. Αποτελείται από βραχείς μικροσωληνίσκους, μικρονημάτια, μέρη του EPS. Τα ριβοσώματα, τα μιτοχόνδρια, το σύμπλεγμα Golgi κινούνται εδώ. Τα κυστίδια Golgi και το περιεχόμενό τους στον ισημερινό σχηματίζουν τη μέση κυτταρική πλάκα, τα κυτταρικά τοιχώματα και τη μεμβράνη των θυγατρικών κυττάρων.
Έννοια και λειτουργίες της μίτωσης
Χάρη στη μίτωση, διασφαλίζεται η γενετική σταθερότητα: η ακριβής αναπαραγωγή του γενετικού υλικού σε πολλές γενιές. Οι πυρήνες των νέων κυττάρων περιέχουν τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το γονικό κύτταρο που περιέχεται και αυτά τα χρωμοσώματα είναι ακριβή αντίγραφα του γονέα (εκτός, φυσικά, αν έχουν συμβεί μεταλλάξεις). Με άλλα λόγια, τα θυγατρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με το γονέα.
Ωστόσο, η μίτωση εκτελεί επίσης μια σειρά από άλλες σημαντικές λειτουργίες:
ανάπτυξη ενός πολυκύτταρου οργανισμού
ασεξουαλική αναπαραγωγή,
υποκατάσταση κυττάρων διαφόρων ιστών σε πολυκύτταρους οργανισμούς,
σε ορισμένα είδη, μπορεί να συμβεί αναγέννηση τμημάτων του σώματος.
Κάθε μέρα στο σώμα μας υπάρχουν ανεπαίσθητα ανθρώπινο μάτικαι η συνείδηση αλλάζει: τα κύτταρα του σώματος ανταλλάσσουν ουσίες μεταξύ τους, συνθέτουν πρωτεΐνες και λίπη, καταστρέφονται και στη θέση τους δημιουργούνται νέα.
Εάν ένα άτομο κόψει κατά λάθος το χέρι του ενώ μαγειρεύει, μετά από μερικές ημέρες η πληγή θα επουλωθεί και μόνο μια λευκή ουλή θα παραμείνει στη θέση της. Κάθε λίγες εβδομάδες το δέρμα μας αντικαθίσταται πλήρως. Άλλωστε, ο καθένας από εμάς ήταν κάποτε ένα μικροσκοπικό κύτταρο και σχηματίζεται από τις πολλαπλές διαιρέσεις του.
Στην καρδιά όλων αυτών των σημαντικών διαδικασιών, χωρίς τις οποίες η ίδια η ζωή θα ήταν αδύνατη, βρίσκεται η μίτωση. Μπορεί να του δοθεί σύντομος ορισμός: η μίτωση (ονομάζεται και καρυοκίνηση) είναι μια έμμεση κυτταρική διαίρεση, με τη βοήθεια της οποίας σχηματίζονται δύο κύτταρα που ταιριάζουν με το αρχικό ως προς το γενετικό σύνολο.
Βιολογική σημασία και ρόλος της μίτωσης
Η μίτωση τυπικά αντιγράφει τις πληροφορίες που περιέχονται στον πυρήνα με τη μορφή μορίων DNA και δεν γίνονται αλλαγές στον γενετικό κώδικα, σε αντίθεση με τη μείωση, επομένως, δύο θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται από το μητρικό κύτταρο, απολύτως πανομοιότυπα με αυτό, με τις ίδιες ιδιότητες .
Έτσι, η βιολογική έννοια της μίτωσης περιέχεται στη διατήρηση της γενετικής αμετάβλητης και σταθερότητας των ιδιοτήτων των κυττάρων.
Τα κύτταρα που έχουν περάσει από μιτωτική διαίρεση περιέχουν γενετικές πληροφορίες για τη δομή ολόκληρου του οργανισμού, επομένως η ανάπτυξή του είναι αρκετά δυνατή από ένα μόνο κύτταρο. Αυτή είναι η βάση του αγενούς πολλαπλασιασμού των φυτών: αν πάρετε έναν κόνδυλο πατάτας ή ένα φύλλο που έχει αφαιρεθεί από μια βιολέτα και το τοποθετήσετε σε κατάλληλες συνθήκες, μπορείτε να αναπτύξετε ένα ολόκληρο φυτό.
Στη γεωργία, είναι σημαντικό να διατηρείται σταθερή η απόδοση, η γονιμότητα, η αντοχή στα παράσιτα και στις περιβαλλοντικές συνθήκες, επομένως είναι σαφές γιατί χρησιμοποιείται η βλαστική μέθοδος πολλαπλασιασμού των φυτών όποτε είναι δυνατόν.
Επίσης, με τη βοήθεια της μίτωσης, συμβαίνει η διαδικασία της αναγέννησης - η αντικατάσταση των κυττάρων και των ιστών. Όταν ένα μέρος του σώματος καταστραφεί ή χαθεί, τα κύτταρα αρχίζουν να διαιρούνται ενεργά, αντικαθιστώντας τα χαμένα.
Ιδιαίτερα εντυπωσιακή είναι η αναγέννηση της ύδρας, ενός μικρού συνεντέρου ζώου που ζει σε γλυκό νερό.
Το μήκος της ύδρας είναι αρκετά εκατοστά, στο ένα άκρο του σώματος έχει μια σόλα, με την οποία συνδέεται με το υπόστρωμα και στο άλλο - πλοκάμια που χρησιμεύουν για τη σύλληψη τροφής.
Εάν κόψετε το σώμα σε πολλά μέρη, καθένα από αυτά θα είναι σε θέση να αποκαταστήσει αυτό που λείπει και με τη διατήρηση των αναλογιών και του σχήματος.
Δυστυχώς, όσο πιο πολύπλοκος είναι ο οργανισμός, τόσο πιο αδύναμη είναι η αναγέννησή του, επομένως, τα πιο ανεπτυγμένα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, μπορεί να μην ονειρεύονται καν κάτι τέτοιο.
Στάδια και σχήμα μίτωσης
Ολόκληρη η ζωή ενός κυττάρου μπορεί να χωριστεί σε έξι φάσεις με την ακόλουθη σειρά:
Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Επιπλέον, η ίδια η διαδικασία διαίρεσης αποτελείται από τα τελευταία πέντε.
Συνοπτικά, η μίτωση μπορεί να περιγραφεί ως εξής: το κύτταρο δημιουργεί και συσσωρεύει ουσίες, το DNA διπλασιάζεται στον πυρήνα, τα χρωμοσώματα εισέρχονται στο κυτταρόπλασμα, του οποίου προηγείται η σπειροειδοποίησή τους, βρίσκονται στον ισημερινό του κυττάρου και απομακρύνονται με τη μορφή θυγατρικών χρωμοσωμάτων στους πόλους με τη βοήθεια νημάτων ατράκτου σχάσης.
Αφού όλα τα οργανίδια του μητρικού κυττάρου διαιρεθούν περίπου στο μισό, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα. Η γενετική τους σύνθεση παραμένει η ίδια:
- 2n αν το αρχικό ήταν διπλοειδές?
- n αν το πρωτότυπο ήταν απλοειδές.
Αξίζει να σημειωθεί:σε ανθρώπινο σώμαόλα τα κύτταρα, εξαιρουμένων των σεξουαλικών κυττάρων, περιέχουν ένα διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων (ονομάζονται σωματικά), επομένως η μίτωση εμφανίζεται μόνο στη διπλοειδή μορφή.
Η απλοειδής μίτωση είναι εγγενής στα φυτικά κύτταρα, ιδιαίτερα στα γαμετόφυτα, για παράδειγμα, ένα βλαστάρι φτέρης με τη μορφή πλάκας σε σχήμα καρδιάς, ένα φυλλώδες φυτό στα βρύα.
Το γενικό σχήμα της μίτωσης μπορεί να απεικονιστεί ως εξής:
Ενδιάμεση φάση
Η ίδια η μίτωση προηγείται μιας μακράς προετοιμασίας (ενδιάμεση φάση), και γι 'αυτό μια τέτοια διαίρεση ονομάζεται έμμεση.
Σε αυτή τη φάση, εμφανίζεται η πραγματική ζωή του κυττάρου. Συνθέτει πρωτεΐνες, λίπη και ATP, τα συσσωρεύει, μεγαλώνει, αυξάνει τον αριθμό των οργανιδίων για επακόλουθη διαίρεση.
Αξίζει να σημειωθεί:Τα κύτταρα βρίσκονται σε ενδιάμεση φάση για περίπου το 90% της ζωής τους.
Αποτελείται από τρία στάδια με την ακόλουθη σειρά: προσυνθετικό (ή G1), συνθετικό (S) και μετασυνθετικό (G2).
Κατά τη διάρκεια της προσυνθετικής περιόδου, λαμβάνει χώρα η κύρια ανάπτυξη του κυττάρου και η συσσώρευση ενέργειας στο ATP για μελλοντική διαίρεση, το σύνολο χρωμοσωμάτων είναι 2n2c (όπου n είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων και c είναι ο αριθμός των μορίων DNA). Το πιο σημαντικό γεγονός της συνθετικής περιόδου είναι ο διπλασιασμός (ή αντιγραφή, ή αναδιπλασιασμός) του DNA.
Αυτό συμβαίνει ως εξής: οι δεσμοί μεταξύ των αζωτούχων βάσεων που αντιστοιχούν μεταξύ τους (αδενίνη - θυμίνη και γουανίνη - κυτοσίνη) σπάνε με τη βοήθεια ενός ειδικού ενζύμου και στη συνέχεια καθεμία από τις απλές αλυσίδες συμπληρώνεται σε διπλή σύμφωνα με την κανόνας της συμπληρωματικότητας. Αυτή η διαδικασία απεικονίζεται στο ακόλουθο διάγραμμα:
Έτσι, το σύνολο των χρωμοσωμάτων γίνεται 2n4c, δηλαδή εμφανίζονται ζεύγη χρωμοσωμάτων δύο χρωματιδίων.
Στη μετασυνθετική περίοδο της ενδιάμεσης φάσης, λαμβάνει χώρα η τελική προετοιμασία για τη μιτωτική διαίρεση: ο αριθμός των οργανιδίων αυξάνεται και τα κεντρόλια διπλασιάζονται επίσης.
Πρόφαση
Η κύρια διαδικασία από την οποία ξεκινά η πρόφαση είναι η σπειροειδοποίηση (ή η συστροφή) των χρωμοσωμάτων. Γίνονται πιο συμπαγείς, συμπιέζονται και στο τέλος φαίνονται στο πιο συνηθισμένο μικροσκόπιο.
Στη συνέχεια σχηματίζεται μια άτρακτος διαίρεσης, που αποτελείται από δύο κεντρόλες με μικροσωληνίσκους που βρίσκονται σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Το γενετικό σύνολο, παρά την αλλαγή στο σχήμα του υλικού, παραμένει το ίδιο - 2n4c.
προμεταφάση
Η προμεταφάση είναι συνέχεια της προφάσης. Το κύριο συμβάν του είναι η καταστροφή του κελύφους του πυρήνα, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να εισέρχονται στο κυτταρόπλασμα και να βρίσκονται στη ζώνη του πρώην πυρήνα. Στη συνέχεια τοποθετούνται σε μια γραμμή στο ισημερινό επίπεδο της ατράκτου σχάσης, οπότε ολοκληρώνεται η προμετάφαση. Το σύνολο των χρωμοσωμάτων δεν αλλάζει.
μετάφαση
Στη μετάφαση, τα χρωμοσώματα τελικά σπειροειδοποιούνται, επομένως, συνήθως η μελέτη και η μέτρησή τους πραγματοποιείται ακριβώς σε αυτή τη φάση.
Στη συνέχεια, μικροσωληνίσκοι «τεντώνονται» από τους πόλους του κυττάρου στα χρωμοσώματα που βρίσκονται στον ισημερινό του κυττάρου και τα ενώνουν, έτοιμα να διαχωριστούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Ανάφαση
Αφού τα άκρα των μικροσωληνίσκων προσκολληθούν στο χρωμόσωμα, διαφορετικές πλευρές, υπάρχει η ταυτόχρονη απόκλιση τους. Κάθε χρωμόσωμα «σπάει» σε δύο χρωματίδες και από εκείνη τη στιγμή ονομάζονται θυγατρικά χρωμοσώματα.
Τα νήματα της ατράκτου βραχύνουν και τραβούν τα θυγατρικά χρωμοσώματα στους πόλους του κυττάρου, ενώ το σύνολο των χρωμοσωμάτων είναι 4n4c συνολικά και 2n2c σε κάθε πόλο.
Τελοφάση
Η τελοφάση ολοκληρώνει τη μιτωτική κυτταρική διαίρεση. Εμφανίζεται αποσπείρωση - το ξετύλιγμα των χρωμοσωμάτων, φέρνοντάς τα σε μια μορφή στην οποία είναι δυνατή η ανάγνωση πληροφοριών από αυτά. Οι πυρηνικές μεμβράνες επανασχηματίζονται και η άτρακτος σχάσης καταστρέφεται ως περιττή.
Η τελόφαση τελειώνει με το διαχωρισμό του κυτταροπλάσματος και των οργανιδίων, το διαχωρισμό των θυγατρικών κυττάρων μεταξύ τους και το σχηματισμό κυτταρικών μεμβρανών σε καθένα από αυτά. Τώρα αυτά τα κύτταρα είναι εντελώς ανεξάρτητα και καθένα από αυτά εισέρχεται εκ νέου στην πρώτη φάση της ζωής - τη μεσοφάση.
συμπέρασμα
Δίνεται μεγάλη προσοχή σε αυτό το θέμα στη βιολογία, στα μαθήματα στο σχολείο, οι μαθητές πρέπει να καταλάβουν ότι με τη βοήθεια της μίτωσης, όλοι οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί αναπαράγονται, αναπτύσσονται, ανακάμπτουν από βλάβη, ούτε μια ανανέωση ή αναγέννηση κυττάρων δεν μπορεί να κάνει χωρίς αυτό.
Είναι σημαντικό ότι η μίτωση διασφαλίζει τη σταθερότητα των γονιδίων σε έναν αριθμό γενεών, και ως εκ τούτου την αμετάβλητη των ιδιοτήτων που κρύβουν την κληρονομικότητα.
Μίτωσις- πρόκειται για μια κυτταρική διαίρεση στην οποία τα θυγατρικά κύτταρα είναι γενετικά πανομοιότυπα με τον γονέα και μεταξύ τους. Δηλαδή, κατά τη διάρκεια της μίτωσης, τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται και κατανέμονται μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων, έτσι ώστε το καθένα να λαμβάνει ένα χρωματίδιο από κάθε χρωμόσωμα.
Υπάρχουν διάφορα στάδια (φάσεις) στη μίτωση. Ωστόσο, η ίδια η μίτωση προηγείται από μια μακρά ενδιάμεση φάση. Η μίτωση και η μεσόφαση μαζί συνθέτουν τον κυτταρικό κύκλο. Στη διαδικασία της ενδιάμεσης φάσης, το κύτταρο αναπτύσσεται, σχηματίζονται οργανίδια σε αυτό και οι διαδικασίες σύνθεσης συνεχίζονται ενεργά. Στη συνθετική περίοδο της μεσόφασης, το DNA αντιγράφεται, δηλ. διπλασιάζεται.
Μετά τον διπλασιασμό των χρωματίδων, παραμένουν συνδεδεμένα στην περιοχή κεντρομερή, δηλαδή, το χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες.
Στην ίδια τη μίτωση, συνήθως διακρίνονται τέσσερα κύρια στάδια (μερικές φορές περισσότερα).
Το πρώτο στάδιο της μίτωσης είναι προφάση. Σε αυτή τη φάση, τα χρωμοσώματα σπειροειδώς και αποκτούν ένα συμπαγές στριμμένο σχήμα. Εξαιτίας αυτού, οι διαδικασίες σύνθεσης RNA καθίστανται αδύνατες. Οι πυρήνες εξαφανίζονται, πράγμα που σημαίνει ότι δεν σχηματίζονται επίσης ριβοσώματα, δηλ. αναστέλλονται συνθετικές διεργασίες στο κύτταρο. Τα κεντριόλια αποκλίνουν προς τους πόλους (σε διαφορετικά άκρα) του κυττάρου, η άτρακτος διαίρεσης αρχίζει να σχηματίζεται. Στο τέλος της προφάσης, το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται.
προμεταφάση- Αυτό είναι ένα στάδιο που δεν είναι πάντα απομονωμένο ξεχωριστά. Οι διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτό μπορούν να αποδοθούν σε όψιμη πρόφαση ή πρώιμη μετάφαση. Στην προμεταφάση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα, κινούνται τυχαία γύρω από το κύτταρο μέχρι να συνδεθούν με το νήμα της ατράκτου στην περιοχή του κεντρομερούς.
Το νήμα είναι ένας μικροσωληνίσκος κατασκευασμένος από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη. Αναπτύσσεται συνδέοντας νέες υπομονάδες τουμπουλίνης. Σε αυτή την περίπτωση, το χρωμόσωμα απομακρύνεται από τον πόλο. Από την πλευρά του άλλου στύλου, το νήμα της ατράκτου επίσης το ενώνει και επίσης το σπρώχνει μακριά από το κοντάρι.
Δεύτερο στάδιο μίτωσης μετάφαση. Όλα τα χρωμοσώματα βρίσκονται στην ισημερινή περιοχή του κυττάρου κοντά. Στα κεντρομερή τους είναι συνδεδεμένα δύο νήματα της ατράκτου. Στη μίτωση, η μετάφαση είναι το μεγαλύτερο στάδιο.
Το τρίτο στάδιο της μίτωσης είναι ανάφαση. Σε αυτή τη φάση, οι χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος διαχωρίζονται μεταξύ τους και, λόγω των νημάτων που τις τραβούν, οι άξονες διαίρεσης μετακινούνται σε διαφορετικούς πόλους. Οι μικροσωληνίσκοι δεν αναπτύσσονται πλέον, αλλά αποσυναρμολογούνται. Η αναφάση είναι μια σχετικά γρήγορη φάση της μίτωσης. Με την απόκλιση των χρωμοσωμάτων, τα οργανίδια του κυττάρου σε περίπου ίσους αριθμούς αποκλίνουν επίσης πιο κοντά στους πόλους.
Τέταρτο στάδιο της μίτωσης τελοφάση- από πολλές απόψεις το αντίστροφο της προφάσης. Οι χρωματίδες συγκεντρώνονται στους πόλους του κυττάρου και ξετυλίγονται, δηλ. απελπίζονται. Γύρω τους σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες. Σχηματίζονται πυρήνες και αρχίζει η σύνθεση RNA. Η άτρακτος της διαίρεσης αρχίζει να καταρρέει. Στη συνέχεια το κυτταρόπλασμα διαιρείται κυτταροκίνηση. Στα ζωικά κύτταρα, αυτό συμβαίνει λόγω της εισβολής της μεμβράνης προς τα μέσα και του σχηματισμού μιας συστολής. Στα φυτικά κύτταρα, η μεμβράνη αρχίζει να σχηματίζεται μέσα στο ισημερινό επίπεδο και πηγαίνει στην περιφέρεια.
| Φάση | Διαδικασίες |
|---|---|
| Πρόφαση | Σπειροειδοποίηση χρωμοσωμάτων. Εξαφάνιση πυρήνων. Αποσύνθεση του πυρηνικού περιβλήματος. Έναρξη σχηματισμού ατράκτου. |
| προμεταφάση | Προσκόλληση χρωμοσωμάτων στα νήματα της ατράκτου και μετακίνησή τους στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. |
| μετάφαση | Κάθε χρωμόσωμα σταθεροποιείται στο ισημερινό επίπεδο από δύο κλώνους που προέρχονται από διαφορετικούς πόλους. |
| Ανάφαση | Ρήξη των κεντρομερών των χρωμοσωμάτων. Κάθε χρωματίδιο γίνεται ανεξάρτητο χρωμόσωμα. Οι αδελφές χρωματίδες μετακινούνται σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. |
| Τελοφάση | Αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων και επανάληψη των συνθετικών διεργασιών στο κύτταρο. Σχηματισμός πυρήνων και πυρηνικού περιβλήματος. Καταστροφή του άξονα σχάσης. διπλασιασμός κεντρολίων. Η κυτταροκίνηση είναι η διαίρεση του κυτταρικού σώματος στα δύο. |
Η μίτωση (καρυοκίνηση, έμμεση διαίρεση) είναι η διαδικασία διαίρεσης του πυρήνα ανθρώπινων, ζωικών και φυτικών κυττάρων, ακολουθούμενη από διαίρεση του κυτταροπλάσματος του κυττάρου. Κατά τη διαίρεση ενός πυρήνα ενός κελιού (βλ.) διακρίνετε διάφορα στάδια. Στον πυρήνα, ο οποίος βρίσκεται στην περίοδο μεταξύ της κυτταρικής διαίρεσης (ενδιάμεση φάση), (βλ.) συνήθως αντιπροσωπεύονται από λεπτά, μακριά (Εικ., α), πλεγμένα νήματα. το κέλυφος του πυρήνα και ο πυρήνας είναι ευδιάκριτα.
Ο πυρήνας σε διάφορες φάσεις της μίτωσης: α - μη διαιρετικός πυρήνας μεσοφάσης. β - δ - στάδιο προφάσεως. e - στάδιο της μετάφασης. e - στάδιο ανάφασης. g και h - στάδιο τελοφάσης. και - ο σχηματισμός δύο θυγατρικών πυρήνων.
Στο πρώτο στάδιο της μίτωσης, τη λεγόμενη πρόφαση, τα χρωμοσώματα γίνονται καθαρά ορατά (Εικ., b-d), βραχύνονται και πυκνώνουν, εμφανίζεται ένα κενό κατά μήκος κάθε χρωμοσώματος, χωρίζοντάς το σε δύο μέρη που είναι εντελώς παρόμοια μεταξύ τους. λόγω της οποίας κάθε χρωμόσωμα είναι διπλό . Στο επόμενο στάδιο της μίτωσης - μετάφασης, το πυρηνικό περίβλημα καταστρέφεται, ο πυρήνας διαλύεται και τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου (Εικ., ε). Όλα τα χρωμοσώματα είναι διατεταγμένα σε μια σειρά κατά μήκος του ισημερινού, σχηματίζοντας τη λεγόμενη ισημερινή πλάκα (στάδιο αστεριών). Το κεντρόσωμα υφίσταται επίσης αλλαγές. Χωρίζεται σε δύο μέρη, αποκλίνοντας προς τους πόλους του κυττάρου, μεταξύ τους σχηματίζονται νήματα, σχηματίζοντας μια δύο κωνική αχρωματική άτρακτος (Εικ., ε. στ).
Η μίτωση (από το ελληνικό mitos - νήμα) είναι μια έμμεση κυτταρική διαίρεση, η οποία συνίσταται στην ομοιόμορφη κατανομή ενός διπλασιασμένου αριθμού χρωμοσωμάτων μεταξύ δύο θυγατρικών κυττάρων που προκύπτουν (Εικ.). Δύο τύποι δομών εμπλέκονται στη διαδικασία της μίτωσης: τα χρωμοσώματα και η αχρωματική συσκευή, η οποία περιλαμβάνει κυτταρικά κέντρα και μια άτρακτο (βλ. Κύτταρο).
Σχηματική αναπαράσταση του μεσοφασικού πυρήνα και των διαφόρων σταδίων της μίτωσης: 1 - μεσοφάση. 2 - προφάση. 3 - προμεταφάση; 4 και 5 - μετάφαση (4 - άποψη από τον ισημερινό, 5 - άποψη από τον πόλο του κελιού). 6 - ανάφαση; 7 - τελοφάση; 8 - όψιμη τελοφάση, η αρχή της ανακατασκευής των πυρήνων. 9 - θυγατρικά κύτταρα στην αρχή της μεσόφασης. ΒΔ - πυρηνικός φάκελος. YAK - πυρήνας; XP - χρωμοσώματα; C - κεντριόλιο; Β - άτρακτος.
Το πρώτο στάδιο της μίτωσης - προφάση - ξεκινά με την εμφάνιση στον κυτταρικό πυρήνα λεπτών νημάτων - χρωμοσωμάτων (βλ.). Κάθε προφασικό χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες στενά γειτονικές μεταξύ τους σε μήκος. το ένα από αυτά είναι το χρωμόσωμα του μητρικού κυττάρου, το άλλο είναι νεοσχηματισμένο λόγω του αναδιπλασιασμού του DNA του στο DNA του μητρικού χρωμοσώματος σε ενδιάμεση φάση (παύση μεταξύ δύο μιτώσεων). Καθώς προχωρά η πρόφαση, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται, με αποτέλεσμα να βραχύνουν και να πυκνώσουν. Ο πυρήνας εξαφανίζεται προς το τέλος της προφάσης. Στην προφάση, εμφανίζεται επίσης η ανάπτυξη της συσκευής αχρωματίνης. Στα ζωικά κύτταρα, τα κυτταρικά κέντρα (κεντριόλια) διχάζουν. γύρω τους στο κυτταρόπλασμα υπάρχουν ζώνες που διαθλούν έντονα το φως (κεντρόσφαιρα). Αυτοί οι σχηματισμοί αρχίζουν να αποκλίνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις, σχηματίζοντας δύο πόλους του κυττάρου στο τέλος της προφάσης, το οποίο μέχρι αυτή τη στιγμή συχνά αποκτά σφαιρικό σχήμα. Τα κεντριόλια απουσιάζουν στα κύτταρα των ανώτερων φυτών.
Η προμεταφάση χαρακτηρίζεται από την εξαφάνιση του πυρηνικού περιβλήματος και το σχηματισμό μιας ατρακτοειδής νηματοειδούς δομής (άτρακτος αχρωματίνης) στο κύτταρο, μερικά από τα νήματα της οποίας συνδέουν τους πόλους της αχρωματικής συσκευής (διαζωνικά νήματα) και άλλα - το καθένα των δύο χρωματιδών με αντίθετους πόλους του κυττάρου (νήματα έλξης). Τα χρωμοσώματα που βρίσκονται τυχαία στον προφασικό πυρήνα αρχίζουν να κινούνται προς την κεντρική ζώνη του κυττάρου, όπου βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο της ατράκτου (μετακίνηση). Αυτό το στάδιο ονομάζεται μεταφάση.
Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, οι εταίροι κάθε ζεύγους χρωματιδών χωρίζονται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου λόγω της συστολής των νημάτων έλξης της ατράκτου. Από τότε, κάθε χρωματίδιο ονομάζεται θυγατρικό χρωμόσωμα. Τα χρωμοσώματα που έχουν αποκλίνει στους πόλους συγκεντρώνονται σε συμπαγείς ομάδες, κάτι που είναι χαρακτηριστικό για το επόμενο στάδιο της μίτωσης - τελοφάση. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα αρχίζουν να απελευθερώνονται σταδιακά, χάνοντας την πυκνή τους δομή. γύρω τους εμφανίζεται ένα πυρηνικό κέλυφος - ξεκινά η διαδικασία ανακατασκευής των πυρήνων. Υπάρχει αύξηση του όγκου των νέων πυρήνων, εμφανίζονται πυρήνες σε αυτούς (η αρχή της μεσόφασης ή το στάδιο του «πυρήνα ηρεμίας»).
Η διαδικασία διαχωρισμού της πυρηνικής ουσίας του κυττάρου - καρυοκίνηση - συνοδεύεται από τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος (βλ.) - κυτταροκίνηση. Τα ζωικά κύτταρα στην τελόφαση στην περιοχή της ισημερινής ζώνης αναπτύσσουν μια συστολή, η οποία, βαθύνοντας, οδηγεί στη διαίρεση του κυτταροπλάσματος του αρχικού κυττάρου σε δύο μέρη. Στα φυτικά κύτταρα στο ισημερινό επίπεδο, σχηματίζεται ένα κυτταρικό διάφραγμα από μικρά κενοτόπια του ενδοπλασματικού δικτύου, τα οποία χωρίζουν δύο νέα κυτταρικά σώματα το ένα από το άλλο.
Κατ' αρχήν, κοντά στη μίτωση είναι η ενδομίτωση, δηλαδή η διαδικασία του διπλασιασμού του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα, αλλά χωρίς διαχωρισμό των πυρήνων. Μετά την ενδομίτωση, μπορεί να συμβεί άμεση διαίρεση πυρήνων και κυττάρων, η λεγόμενη αμίτωση.
Βλέπε επίσης Καρυότυπος, Πυρήνας.