Ciclul de viață celular mitoză amitoză meioză. diviziunea celulelor eucariote

Majoritatea organismelor care se reproduc în mod normal asexuat sunt capabile de reproducere sexuală. În același timp, un număr de generații cu reproducere asexuată sunt înlocuite cu o generație de indivizi care se reproduc cu ajutorul gameților sau care realizează procesul sexual. Aceasta este urmată de reproducere asexuată. Schimbare (alternanţă) generații sexuale și asexuate care se întâmplă la tipuri diferite la intervale diferite, regulat sau la intervale neregulate.

Alternarea primară a generațiilor consta in modificarea reproducerii sexuale prin sporulare. Se observă la reprezentanții claselor de sporozoare, flagelate și unele plante și reflectă păstrarea în filogeneză a organismelor corespunzătoare atât a formelor de reproducere mai vechi (asexuate) cât și mai progresive (sexuale). Alternarea secundară a generațiilor constă în trecerea în unele etape ale ciclului de viață la reproducerea asexuată sau partenogenetică a animalelor care au stăpânit reproducerea sexuală. Este frecventă la celenterate, artropode.

Includerea generației sexuale în ciclul de dezvoltare a organismelor care se reproduc predominant asexuat din când în când activează variabilitatea combinativă și astfel ajută la depășirea uniformității genetice a descendenților, extinzând perspectivele evolutive și ecologice ale grupului.

Principalele tipuri de diviziune a celulelor eucariote.

Există trei moduri de împărțire a celulelor eucariote:

Amitoza(sau direct diviziune celulara ), apare în celulele eucariote somatice mai puțin frecvent decât mitoza. A fost descris pentru prima dată de biologul german R. Remak în 1841, termenul a fost propus de histologul W. Flemming mai târziu - în 1882. În cele mai multe cazuri, amitoza se observă în celulele cu activitate mitotică redusă: acestea sunt celule îmbătrânite sau alterate patologic, adesea sortite morții (celule ale membranelor embrionare ale mamiferelor, celule tumorale etc.). În timpul amitozei, starea de interfază a nucleului este păstrată morfologic, nucleolul și membrana nucleară sunt clar vizibile. Replicarea ADN-ului este absentă. Spiralizarea cromatinei nu are loc, cromozomii nu sunt detectați. Celula își păstrează activitatea funcțională inerentă, care dispare aproape complet în timpul mitozei. În timpul amitozei, numai nucleul se divide și fără formarea unui fus de fisiune, prin urmare, materialul ereditar este distribuit aleatoriu. Absența citokinezei duce la formarea de celule binucleare, care ulterior sunt incapabile să intre într-un ciclu mitotic normal. Cu amitoze repetate se pot forma celule multinucleate.

Mitoză(din greaca. mitos- fir) - nu diviziunea directă celule, cariokineza, cea mai comună metodă de reproducere a celulelor eucariote. Semnificația biologică a mitozei constă în distribuția strict identică a cromozomilor replicați între nucleii fiice, ceea ce asigură formarea de celule fiice identice genetic și păstrează continuitatea într-un număr de generații de celule.

Meioză(din greaca meioza - reducere) sau diviziune de reducere celule - diviziunea nucleului unei celule eucariote cu o scădere a numărului de cromozomi la jumătate.

Ciclul de viață al celulei.

Ciclul de viață al unei celule este perioada de timp din momentul în care o celulă apare ca urmare a diviziunii până la moartea acesteia sau până la diviziunea ulterioară.

În acest moment, celula crește, se specializează și își îndeplinește funcțiile ca parte a țesutului și organelor unui organism multicelular. În unele țesuturi în care celulele se divid continuu, ciclul de viață coincide cu ciclul mitotic.

Setul de procese secvențiale și interconectate în timpul pregătirii unei celule pentru diviziune, precum și în timpul mitozei în sine, se numește ciclu mitotic.

Există două perioade ale ciclului de viață: interfaza și mitoza. Interfaza, la rândul său, este împărțită în 3 etape: presintetică, sitetică, postsintetică. G1 urmează imediat după împărțire. În acest moment, în celulă are loc sinteza și acumularea de ARN și proteine ​​necesare formării structurilor celulare. Aceasta este cea mai lungă perioadă în care celula îndeplinește toate funcțiile de care are nevoie. În perioada S, are loc autodublarea ADN-ului și, prin urmare, până la sfârșitul perioadei, cantitatea acestuia se dublează. În perioada G2, există o acumulare de energie sub formă de molecule de ATP, care este necesară pentru diviziunea ulterioară.

Diviziunea celulară include 2 etape: diviziunea nucleară - mitoză, diviziunea citoplasmei - citokineza. Semnificația biologică a mitozei constă în distribuția exactă identică a informațiilor genetice între celulele fiice. Exista cinci faze in procesul de mitoza: profaza, prometafaza, metafaza, anafaza, telofaza.

La inceput profaza filamentele subțiri devin vizibile în nucleu - aceștia sunt cromozomi de profază. Pe măsură ce ADN-ul se spiralează, cromozomii se scurtează și se îngroașă. În același timp, nucleolul este distrus. O parte din ea este cheltuită pentru spiralizarea cromozomilor. Până la sfârșitul profezei, se vede clar că fiecare X este format din 2 cromatide, adică. cantitatea de ADN este dublată (2n4c). În acest moment, are loc formarea fusului de fisiune. Profaza se termină cu prăbușirea învelișului nuclear.

ÎN prometafaza X sunt situate liber în citoplasmă în regiunea fostului nucleu și încep să se deplaseze spre ecuatorul celulei, deoarece. în centru, citoplasma se lichefiază și aceasta contribuie la mișcarea liberă a lui X. În plus, fusul de diviziune continuă să se formeze în citoplasmă.

ÎN metafaza X se caracterizează printr-un vârf de spiralizare, decalajul dintre cromatide este maxim, ele sunt conectate numai în regiunea centromerilor. Cromozomii sunt localizați în regiunea ecuatorială și se află în același plan. Fibrele fusului sunt atașate de centromeri.

Anafazaîncepe cu divergența simultană a cromatidelor (cromozomii surori) către polii celulei.

Telofază- stadiul reconstrucției nucleelor ​​fiice. În acest moment, au loc procese opuse celor din profază. Cromozomii sunt despiralizați, nucleolul și învelișul nuclear sunt restaurate. Paralel cu aceasta este citokineza. În celulele animale, acest proces începe cu formarea unei constricții în zona ecuatorială, care, devenind din ce în ce mai adâncă, separă în cele din urmă celulele surori unele de altele. În celulele vegetale, diviziunea citoplasmei începe în regiunea interioară a celulei mamă. Aici, veziculele ER mici se unesc pentru a forma membrana celulară.

1. Ce metode de divizare sunt caracteristice celulelor eucariote? Pentru celulele procariote?

Pentru celulele eucariote: mitoză, amitoză, meioză. Simplu diviziune binară caracteristic doar celulelor procariote.

2. Ce este fisiunea binară simplă?

Fisiunea binară simplă este diviziunea unei celule în două. Înainte de diviziunea celulară, are loc replicarea și se formează două molecule de ADN identice, fiecare fiind atașată de membrana citoplasmatică. În timpul diviziunii celulare, membrana citoplasmatică crește între două molecule de ADN în așa fel încât în ​​cele din urmă împarte celula în două.

3. Ce este mitoza? Descrieți fazele mitozei.

Mitoza este principala metodă de diviziune a celulelor eucariote, în urma căreia dintr-o celulă mamă se formează două celule fiice cu același set de cromozomi. Mitoza este un proces continuu, dar pentru comoditate este împărțit în patru faze succesive: profază, metafază, anafază și telofază. Profaza. În celulă, volumul nucleului crește, cromatina începe să se spiraleze, ducând la formarea cromozomilor. Nucleolii se dizolvă treptat, membrana nucleară se dezintegrează și se formează fusul de fisiune. Metafaza. Formarea fusului de fisiune este finalizată. Cromozomii ating spiralarea maximă și sunt aranjați ordonat în planul ecuatorial al celulei. Se formează așa-numita placă de metafază, formată din cromozomi cu două cromatide. Anafaza. Fibrele fusului se scurtează, determinând ca cromatidele surori ale fiecărui cromozom să se separe unele de altele și să se întindă către polii opuși ai celulei. Deoarece cromatidele surori sunt identice între ele, cei doi poli ai celulei au același material genetic (într-o celulă diploidă, 2n2c la fiecare pol). Telofază. Cromozomii fiice se despiralizează (se desfășoară) la polii celulei pentru a forma cromatina. În jurul materialului nuclear al fiecărui pol, se formează membrane nucleare din structurile membranare ale citoplasmei. În cele două nuclee formate apar nucleoli. Filamentele fusului de fisiune sunt distruse. Aceasta completează diviziunea nucleului și începe diviziunea celulei în două.

4. Din cauza cărora celulele fiice primesc informații ereditare identice ca urmare a mitozei? Ce este semnificație biologică mitoză?

Datorită distribuției exacte și uniforme a cromozomilor în timpul mitozei (divergența cromozomilor către diferiți poli ai celulei în anafază), toate celulele corpului sunt identice genetic. Mitoza determină cele mai importante procese ale vieții - creștere, dezvoltare, regenerare (refacerea țesuturilor și organelor deteriorate). Diviziunea mitotică celulele care stau la baza reproducere asexuată multe organisme.

5. Numărul de cromozomi - n, cromatide - c. Care va fi raportul dintre n și c pentru celulele somatice umane în următoarele perioade de interfază și mitoză. Stabiliți o potrivire.

1-in, 2-in, 3-in, 4-in, 5-in, 6-in.

6. Prin ce diferă amitoza de mitoză? De ce credeți că amitoza se numește diviziune celulară directă, iar mitoza se numește indirectă?

Amitoza se realizează prin diviziune directă nucleul celular constricție. În timpul amitozei, nu se formează un fus de diviziune și nu are loc spiralizarea cromatinei; prin urmare, materialul ereditar este distribuit între nucleii fiice în mod neuniform, aleatoriu. Acest tip de diviziune se găsește în organismele unicelulare.

7. În nucleul unei celule nedivizoare, materialul ereditar (ADN) este sub forma unei substanțe dispersate amorfe - cromatina. Înainte de divizare, cromatina se spiralizează și formează structuri compacte - cromozomi, iar după diviziune revine la starea inițială. De ce celulele fac modificări atât de complexe ale materialului lor ereditar?

Spiralizarea cromozomilor este procesul de compactare a cromozomilor în timpul diviziunii celulare. Contribuie la divergența normală a cromozomilor către polii celulei.

8. S-a stabilit că la animalele diurne activitatea mitotică maximă a celulelor se observă seara, iar cea minimă - ziua. La animalele care duc un stil de viață nocturn, celulele se divid cel mai intens dimineața, în timp ce activitatea mitotică este slăbită noaptea. Ce crezi, cu ce este legat?

Modul de diviziune mitotică este influențat de diverși factori: vârsta organismului, alimentația, conținutul de vitamine, starea sistemului nervos și endocrin, fotoperiodism, procese motorii, modificări ale proceselor biochimice etc. Modificarea activității mitotice în majoritatea organe și țesuturi are un caracter ritmic clar pronunțat. De exemplu, periodicitatea zilnică a diviziunii celulare este larg răspândită printre diverși reprezentanți ai lumii vegetale și animale.

La animalele diurne, o cantitate suficientă de nutrienți se acumulează în celule până seara, ceea ce afectează favorabil diviziunea celulară, iar rata diviziunii mitotice crește. La animalele care duc un stil de viață nocturn, o cantitate suficientă de nutrienți în celulă se acumulează până dimineața.

Principalele tipuri de diviziune a celulelor eucariote

Ciclul de viață al celulei

Întreaga perioadă de existență - de la apariția până la diviziunea sau moartea unei celule se numește ciclu celular.

Celula nou apărută crește inițial, se diferențiază, își îndeplinește funcțiile specifice - timp ϶ᴛᴏ - perioada de repaus.

Formarea celulelor este posibilă numai prin diviziune, în legătură cu aceasta parte importantă ZhCC este un ciclu mitotic, incluzând pregătirea pentru divizare (interfaza) și diviziunea în sine.

Interfaza include 3 perioade -

· presintetice - G1- celula creste, se realizeaza sinteza de proteine ​​si ARN, acumuleaza substante bogate in energie. - Durata este diferită - aproximativ 10 ore în medie.

· sintetic - G2- dublarea materialului genetic este necesara astfel incat celulele nou formate sa aiba acelasi genom ca predecesorul lor .. sinteza proteinelor si ARN continua - aproximativ 9 ore.

· postsintetic - G2- celula se pregătește pentru divizare, acumulând energie și proteine, numărul de mitocondrii crește, centrozomul se divide - fază \u003d 4 ore

durata ciclului celular depinde de tipul de celulă și de factori externi precum temperatura, oxigenul, nutrienții. Celulele bacteriene se pot împărți la fiecare 20 de minute, celulele epiteliale intestinale - la fiecare 8-10 ore și multe celule sistem nervos- niciodată împărtășită.

3 tipuri de diviziune:

· amitoza- divizarea directă, împărțită prin constrângere directă, materialul ereditar este distribuit inegal. Poate formarea de celule binucleare. Amitoza- un lucru rar, caracteristic celulelor moarte sau alterate - de exemplu, celulele tumorale.

· mitoză- diviziunea indirectă a celulelor somatice - ca urmare a diviziunii se formează 2 dintre copiile sale exacte. în celulele cu diviziune rapidă, de exemplu, embrionare, ciclul de viață coincide practic cu ciclul mitotic. Aceasta este o modalitate universală de a crește numărul sau de a înlocui celulele eucariote moarte.

· meioză- reducerea diviziunii celulelor germinale. Ea duce la o scădere a conținutului de material ereditar din celulele nou formate, în timp ce o singură dublare a cromozomilor are loc în celula părinte (replicarea ADN, ca în mitoză), urmată de 2 cicluri de diviziuni celulare și nucleare. apoi. constanța setului de structuri genetice la descendenți este păstrată în timpul fuziunii celulelor germinale ale părinților

Fundamentele citogeneticii. Structura și tipurile de cromozomi metafazici.

cromozom - element structural nucleu celular de natură dezoxiribonucleică.

Cromozomii umani au fost observați pentru prima dată Arnold (1879) și Fleming (1882)în timpul mitozei. Mai mult, mulți oameni de știință au studiat aceste structuri ale nucleului celular. Cu toate acestea, abia în 1955ᴦ. Trio și Levan au descoperit că majoritatea celulelor umane au 46 de cromozomi. Deschiderea in 1959 modificări patologice în setul de cromozomi cu boala Down a dus la apariția unei noi secțiuni a geneticii umane - doctrina bolilor cromozomiale.

Cromozomii- (corpii colorati) se formeaza la inceputul diviziunii celulare din cromatina nucleului de interfaza. X - purtători principali informații ereditare transmisă din generație în generație la majoritatea organismelor vii.

Cromatina este alcătuită din molecule de ADN asociate cu proteine. Aceste fire pot fi văzute doar în microscop electronic. Οʜᴎ sunt compuse din microparticule situate una după alta - nucleozomi, Ø10nm.

Nucleozom are o coloană vertebrală proteică în jurul căreia este răsucită molecula de ADN.

În timpul diviziunii, filamentele de cromatină puternic spiralează, se răsucesc și se îngroașă, formând cromozomi vizibili la microscop cu lumină. Are o coloană proteică în jurul căreia este răsucită molecula de ADN.

În legătură cu aceasta, principalele informații despre structura cromozomilor au fost obținute în timpul mitozei.

Deoarece cromozomii sunt dublați în momentul divizării, ei sunt vizibili într-un microscop cu lumină format din 2 fire - cromatide. Οʜᴎ sunt uniți între ei în regiunea constricției primare - centromer -împarte cromozomul în și în 2 părți - umerii (care sunt scurti și lungi)

Având în vedere dependența de locația centromerului, se disting 3 tipuri de cromozomi:

· Metacentric- centromer în centru, umerii sunt egali.

· Submetacentric- centromerul este deplasat la un capăt al cromozomilor, brațele 1<2.

· Acrocentric- vizual, doar bratele lungi pot fi vazute in cromozom.

Unii cromozomi pot avea constricții suplimentare - secundare - satelit- daca constrictia este aproape de capatul cromozomului. La oameni, satelitul are 5 perechi de cromozomi - 13-15 și 21-22 perechi.

Principalele tipuri de diviziune a celulelor eucariote - conceptul și tipurile. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Principalele tipuri de diviziune celulară eucariotă” 2014, 2015.

Metode de diviziune a celulelor eucariote: mitoză, meioză, amitoză

ciclu mitotic. Mitoză

Mitoză- metoda principală de divizare a celulelor eucariote, în care are loc mai întâi dublarea și apoi o distribuție uniformă între celulele fiice ale materialului ereditar. Mitoza este un proces continuu in care exista patru faze: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. Înainte de mitoză, celula se pregătește pentru divizare sau interfază. Perioada de pregătire a celulelor pentru mitoză și mitoza în sine alcătuiesc împreună ciclu mitotic. Mai jos este o scurtă descriere a fazelor ciclului. Interfaza constă din trei perioade: presintetice sau postmitotice, - G 1, sintetice - S, postsintetice sau premitotice, - G 2. Perioada presintetică (2n 2c, Unde n- numărul de cromozomi, din- numărul de molecule de ADN) - creșterea celulelor, activarea proceselor de sinteză biologică, pregătirea pentru perioada următoare. Perioada sintetică (2n 4c) - Replicarea ADN-ului. Perioada postsintetică (2n 4c) - pregătirea celulei pentru mitoză, sinteza și acumularea de proteine ​​și energie pentru diviziunea viitoare, creșterea numărului de organele, dublarea centriolilor. Profaza (2n 4c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea firelor fusului de fisiune, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor cu două cromatide. metafaza (2n 4c) - alinierea celor mai condensați cromozomi cu două cromatide în planul ecuatorial al celulei (placă metafază), atașarea fibrelor fusului cu un capăt la centrioli, celălalt - la centromerii cromozomilor. Anafaza (4n 4c) - diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatizi independenți). Telofază (2n 2cîn fiecare celulă fiică) - decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului de fisiune, apariția nucleolului, diviziunea citoplasmei (citotomie). Citotomia în celulele animale are loc din cauza brazdei de fisiune, în celulele vegetale - datorită plăcii celulare. Semnificația biologică a mitozei. Celulele fiice formate ca urmare a acestei metode de diviziune sunt identice genetic cu mama. Mitoza asigură constanța setului de cromozomi într-un număr de generații de celule. Stau la baza proceselor precum creșterea, regenerarea, reproducerea asexuată etc.

Meioză

Meioză- aceasta este o modalitate specială de împărțire a celulelor eucariote, în urma căreia are loc trecerea celulelor dintr-o stare diploidă la una haploidă. Meioza constă din două diviziuni consecutive precedate de o singură replicare a ADN-ului. Prima diviziune meiotică (meioza 1) numită reducere, deoarece în timpul acestei diviziuni numărul de cromozomi se reduce la jumătate: dintr-o celulă diploidă (2 n 4c) formează două haploide (1 n 2c). Interfaza 1(la început - 2 n 2c, la sfârșit - 2 n 4c) - sinteza și acumularea de substanțe și energie necesare realizării ambelor diviziuni, creșterea dimensiunii celulelor și a numărului de organele, dublarea centriolilor, replicarea ADN-ului, care se termină în profaza 1. Profaza 1 (2n 4c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea firelor fusului de fisiune, „dispariția” nucleolilor, condensarea cromozomilor cu două cromatide, conjugarea cromozomilor omologi și încrucișarea. Conjugare- procesul de convergenţă şi întreţesere a cromozomilor omologi. Se numește o pereche de cromozomi omologi conjugați bivalent. Încrucișarea este procesul de schimb de regiuni omoloage între cromozomi omologi. Profaza 1 este împărțită în etape: leptoten(finalizarea replicării ADN), zigoten(conjugarea cromozomilor omologi, formarea bivalenților), pahitenă(încrucișarea, recombinarea genelor), diploten(detecția chiasmelor, 1 bloc de oogeneză umană), diakineză(terminalizarea chiasmei). Metafaza 1 (2n 4c) - alinierea bivalenților în planul ecuatorial al celulei, atașarea firelor fusului de fisiune la un capăt de centrioli, celălalt - de centromerii cromozomilor. Anafaza 1 (2n 4c) - divergența independentă aleatorie a cromozomilor cu două cromatide către polii opuși ai celulei (de la fiecare pereche de cromozomi omologi, un cromozom se deplasează la un pol, celălalt la celălalt), recombinarea cromozomilor. Telofaza 1 (1n 2cîn fiecare celulă) - formarea membranelor nucleare în jurul grupelor de cromozomi cu două cromatide, diviziunea citoplasmei. La multe plante, o celulă din anafaza 1 trece imediat la profaza 2. A doua diviziune meiotică (meioza 2) numit ecuațională. Interfaza 2, sau interkineza (1n 2c), este o pauză scurtă între prima și a doua diviziune meiotică în timpul căreia nu are loc replicarea ADN-ului. caracteristic celulelor animale. Profaza 2 (1n 2c) - demontarea membranelor nucleare, divergența centriolilor către diferiți poli ai celulei, formarea filamentelor fusului de fisiune. Metafaza 2 (1n 2c) - alinierea cromozomilor cu două cromatide în planul ecuatorial al celulei (placă metafază), atașarea fibrelor fusului cu un capăt la centrioli, celălalt - la centromerii cromozomilor; 2 bloc de oogeneză la om. Anafaza 2 (2n 2din) - diviziunea cromozomilor cu două cromatide în cromatide și divergența acestor cromatide surori către polii opuși ai celulei (în acest caz, cromatidele devin cromozomi monocromatidici independenți), recombinarea cromozomilor. Telofaza 2 (1n 1cîn fiecare celulă) - decondensarea cromozomilor, formarea membranelor nucleare în jurul fiecărui grup de cromozomi, dezintegrarea firelor fusului de fisiune, apariția nucleolului, diviziunea citoplasmei (citotomie) cu formarea a patru celule haploide ca un rezultat. Semnificația biologică a meiozei. Meioza este evenimentul central al gametogenezei la animale și al sporogenezei la plante. Fiind la baza variabilitatii combinative, meioza asigura diversitatea genetica a gametilor. Amitoza Amitoza- diviziunea directa a nucleului de interfaza prin constrictie fara formarea de cromozomi, in afara ciclului mitotic. Descris pentru celulele îmbătrânite, alterate patologic și sortite morții. După amitoză, celula nu poate reveni la ciclul mitotic normal.

Ciclul de viață (mitotic). celula include existența sa din momentul divizării până la următoarea diviziune sau moarte. Ciclu

Orez. 1.16. Structura porilor mărginiți în traheidele conifere: A - diagrama porului în plan; B - secțiune transversală; B - imagine volumetrică; D - secțiune transversală a unei traheide de pin cu pori mărginiți; 1 - deschiderea internă a porului, înconjurată de cavitatea celulară; 2 - deschiderea exterioară a porului, lipită de învelișul primar; 3 - înveliș secundar; 4 - înveliș primar; 5 - tor; 6 - placa de mijloc; 7 - deschiderea interioară a porului

Celula este formată din 3 etape principale: interfaza,în care există o creștere și funcționare activă a celulelor, precum și pregătirea lor pentru divizare; Fisiune nuclearaȘi citokineza- procesul de diviziune a citoplasmei între celulele fiice.

Se numește diviziunea în care se păstrează identitatea setului de cromozomi al celulelor mamă și fiică mitoză. Mitoza este principala cale de diviziune a tuturor celulelor somatice. Deci, dintr-o celulă mamă cu un set de 2n4s, se formează două celule fiice cu un set de 2n2s *. Dar și celulele haploide pot intra în mitoză. Deci, la gimnosperme și angiosperme, mitoza este observată în timpul formării celulelor germinale.

Se numește diviziunea în care setul de cromozomi este redus (de la diploid la haploid). meiozăşi se observă la plante în timpul formării sporilor. Deci, dintr-o celulă diploidă (2n4c) se formează 4 cu un set haploid (ps).

Interfaza

Interfaza înainte de mitoză și meioză este formată din 3 perioade (Fig. 1.17): presintetice (G1), sintetice (S) și postsintetice (G2)

Perioada G1 - sinteza tuturor tipurilor de ARN, proteine, creștere celulară.

Perioada S - reduplicarea moleculelor de ADN (numărul de ADN din fiecare cromozom se dublează, dar ploidia setului de cromozomi - numărul de cromozomi din nucleu - nu se modifică), sinteza proteinelor histonice.

Perioada G2 - continuarea sintezei proteinelor, acumularea de energie, dublarea organelelor celulare.

Durata ciclului mitotic este diferită. Deci, la eucariotele unicelulare, poate varia de la 0,5 ore la 2-3 zile. În organismele multicelulare (de exemplu, măzică comună) este de 15 zile, la fasole este de aproximativ 2 zile.

Diviziunea celulară este împărțită în procese care au loc în nucleu: mitoză(fisiunea nucleului) și citokineza(diviziunea citoplasmei).

Mitoză

Mitoza este impartita in 4 faze: profaza, metafaza, anafaza, telofaza.

* n - mulţime haploid; 2 n - mulţime diploid; c este numărul de molecule de ADN din cromozomi.

Orez. 1.17. Perioadele de interfaza

Profaza este cea mai lungă fază a mitozei. În ea apar: spiralizarea și scurtarea ADN-ului cromozomilor; dispariția nucleolului și prăbușirea membranei nucleare; formarea unui fus de acromatină, sau ax de diviziune, constând din mănunchiuri de microtubuli care se extind de la polii celulei. Astfel, la sfârșitul profazei, fiecare cromozom este format din 2 cromatide (2 molecule de ADN - 2c) ținute împreună de un centromer.

ÎN metafaza Cromozomii sunt localizați la ecuatorul celulei. Există o scindare longitudinală a cromozomilor în 2 cromatide. Brațele cromatidelor diverg longitudinal, dar rămân ținute împreună de centromer.

ÎN anafaza are loc diviziunea centromerului. Cromatidele diverg spre polii celulei din cauza contractiei fusului acromatinic. Ca rezultat, același set de cromozomi (2n) este păstrat la fiecare pol, dar acum toți constau dintr-o cromatidă (2p2s) și există 2 seturi diploide (4p4s) în întreaga celulă.

Telofază (profază inversă) include despiralizarea cromozomilor, devin slab vizibili. Nucleolul și învelișul nuclear se formează în jurul cromozomilor de la fiecare pol. Fusul diviziunii dispare.

citokineza

Citokineza este formarea unei plăci celulare în planul ecuatorial după apariția a 2 nuclei. Între nuclei se formează un sistem de fibre în formă de butoi format din microtubuli, numit fragmoplast. Vezicule de Golgi care conțin substanțe pectinice apar în planul ecuatorial al fragmoplastei. Dintre acestea, se formează placa mediană, iar membranele veziculelor merg pentru a construi membrana plasmatică pe ambele părți ale celulei. Fiecare protoplast depune o membrană primară deasupra lamei mediane (Fig. 1.18). După citokineza, vine o stare de repaus - interfaza.

Semnificația biologică a mitozei constă în transferul la celulele fiice a unui identic informația genetică celula parinte. În plus, mitoza asigură creșterea și regenerarea țesuturilor.

Meioză

Meioza a fost descoperită în 1885 de V.I. Belyaev. Doar celulele diploide intră în meioză. În timpul procesului sexual, nucleii a 2 celule fuzionează, adică. multimea devine diploida (2n). Esența meiozei este refacerea setului haploid din nucleele celulelor germinale, deoarece dacă procesul sexual s-ar repeta din generație în generație, numărul de cromozomi ar crește tot timpul.

Meioza constă din 2 diviziuni nucleare consecutive; Se numește prima diviziune meiotică reducere, iar al 2-lea, procedând conform schemei mitozei, - ecuațională(Fig. 1.19).

Prima diviziune meiotică (reducere).

Profaza I: cea mai lungă fază, care durează de la câteva ore până la câteva săptămâni. Cromozomii se rotesc și devin vizibili. Cromozomii omologi se unesc (se conjugă) pe toată lungimea și formează o pereche - bivalent. La bivalenți, există un schimb de secțiuni de cromozomi omologi - crossover, ceea ce duce la schimbul de informaţii genetice între cromozomi. Până la sfârșitul profazei, nucleolul și membrana nucleară dispar și se formează fusul de acromatină.

Metafaza I: bivalenții se aliniază în planul ecuatorial. Cromatidele surori sunt ținute împreună de centromeri, dar brațele lor diverg longitudinal. Cromozomii omologi sunt atașați în mai multe puncte - chiasmus(din greaca. chiasma- traversa).

Orez. 1.18. Mitoza si citokineza in celulele plantei (radacina de ceapa): A - nucleu in interfaza; B - precoce și C - profază târzie; G - metafaza; D - anafaza precoce; E - anafaza tardivă; W - telofaza; Z - celule surori;

1 - membrana nucleara; 2 - cariolimfa; 3 - nucleol; 4 - citoplasmă; 5 - fir de cromatină; 6 - cromozomi; 7 - fus acromatic; 8 - cromatide; 9 - centromer; 10 - satelit; 11 - umerii cromozomilor; 12 - fragmoplast; 13 - așezare despărțitor de pectină; 14 - nucleu emergent

Orez. 1.19. Schema meiozei: A - prima diviziune meiotică (reducere): 1, 2 - profaza I; 3 - metafaza I; 4 - anafaza I; 5 - telofaza I; B - a doua diviziune meiotică: 6 - anafaza II; 7 - telofaza II

Anafaza I: firele de acromatină separă câte un monomer și trag un cromozom, format din 2 cromatide, către pol. La fiecare pol se formează o mulțime haploidă (n2s), adică. apare in anafaza reducerea setului de cromozomi.

Telofaza I: pe termen scurt, în ea au loc despiralizarea cromozomilor și formarea nucleului.

A doua diviziune meiotică urmează pe primul, ocolind perioada S, adică. dublarea materialului ereditar. Profaza II, metafaza II și telofaza II urmează modelul mitozei. ÎN anafaza II spre deosebire de mi-

Orez. 1.20. Schema comparativă a meiozei (A) și mitozei (B) A. 1 - celula mamă; 2 - perioada G1 a interfazei; 3 - S-perioada interfazei; 4 - formarea de bivalenți; 5 - crossing over (schimb de situsuri în bivalenți); 6 - divergenta cromozomilor in anafaza I; 7 - separarea cromatidelor în anafaza II

B. 1 - celula mamă; 2 - perioada G1 si interfaza; 3 - S-perioada interfazei; 4 - metafaza mitozei; 5 - divergența cromatidelor în anafaza mitozei; 6 - celule fiice cu un set identic de cromozomi ca celula mamă

apoi centromerii se împart în două, iar spre poli cromatidele se separă. Acum se formează cromatide la fiecare pol, nu cromozomi (set - ps). Din două nuclee haploide (n2c) se formează patru nuclee cu un set (ps).

Semnificaţia meiozei este mare: reducerea setului de cromozomi în celulele germinale datorită divergenţei cromozomilor în anafaza I şi procesele de realizare a diversităţii genetice datorită procesului de crossing over (Fig. 1.20).