Cum este împărțirea nucleului? Tipuri de diviziune de kernel

Fiecare celulă își începe viața cândse separă de maternitate și se încheie cu existența, oferind ocazia de a se arăta celulelor fiice. Natura oferă mai mult decât o singură cale de a-și împărți nucleul, în funcție de structura lor.

Metode de diviziune celulară

Divizarea nucleului depinde de tipul celulei:

- Diviziunea binară (apare în prokaryotes).

- Amitoza (metoda divizării directe).

- Mitoză (găsită în eucariote).

- Meioza (concepută pentru a diviza celulele sexuale).

Tipurile de fisiune nucleară sunt determinate de natură și corespund structurii celulei și funcției pe care o efectuează în macroorganism sau în sine.

Diviziunea binară

Cel mai adesea acest tip apare încelule procariotice. Aceasta constă în dublarea moleculei inelului ADN. Diviziunea binară a nucleului se numește atât pentru că din celula mamă există două fiice identice în dimensiune.

După materialul genetic (moleculă ADNsau ARN), care este dublată, din peretele celular începe să formeze un septum transversal, care îngustă și divizează treptat citoplasma celulară în două părți aproximativ identice.

Al doilea proces de divizare este numit înflorire,sau diviziune binară neuniformă. În acest caz, apare o proeminență pe segmentul de perete celular, care crește treptat. După ce mărimea "rinichiului" și a celulei mamei sunt egale, se vor separa. O secțiune a peretelui celular este sintetizată din nou.

amitosis

Această divizare a nucleului este similară celei descrise mai sus, cudiferența este că nu există nicio dublare a materialului genetic. Această metodă a fost descrisă pentru prima dată de biologul Remak. Acest fenomen are loc în celule modificate patologic (degenerarea tumorii) și este de asemenea o normă fiziologică pentru țesutul hepatic, cartilaj și cornee.

Procesul de divizare nucleară se numește amitoză, deoarececă celula își păstrează funcțiile și nu o pierde, ca în timpul mitozei. Aceasta explică proprietățile patologice inerente celulelor cu această metodă de divizare. În plus, fisiunea directă a nucleului trece fără fusul de fisiune, prin urmare cromatina în celulele fiice este distribuită neuniform. Ulterior, astfel de celule nu pot folosi ciclul mitotic. Uneori, ca urmare a amitozei, se formează celule multinucleare.

mitoză

Aceasta este o diviziune indirectă a nucleului. Cel mai frecvent se găsește în celulele eucariote. Principala diferență între acest proces este că celulele fiice și celula maternă conțin același număr de cromozomi. Datorită acestui fapt, organismul menține numărul necesar de celule, iar procesele de regenerare și creștere sunt, de asemenea, posibile. Prima mitoză din celula animală a fost descrisă de Flemming.

Procesul de divizare nucleară în acest caz este împărțit într-o interfață și mitoză directă. Interfaza este starea de repaus celular în intervalul dintre diviziuni. Există mai multe faze în el:

1. Perioada presezinteza - celulele cresc, proteinele si carbohidratii se acumuleaza in ea, ATP (adenozin trifosfat) este sintetizat activ.

2. Perioada sintetică - materialul genetic este dublat.

3. Perioada post-sintetică - elementele celulare sunt dublate, apar proteine, din care se compune fusul de fisiune.

Fazele mitozei

Separarea nucleului unei celule eucariote esteProcesul pentru care este necesară formarea unei organelle suplimentare - centrozomul - este necesară. Acesta este situat lângă nucleu, iar funcția sa principală este formarea unei noi organelle - axul diviziunii. Această structură ajută la distribuirea uniformă a cromozomilor între celulele fiice.

Există patru faze ale mitozei:

1. prophase: cromatina din nucleu se condensează în cromatide, care în apropierea centromerei colectează, cromozomi care formează pereche. Nucleoli se descompun, centrioli diverg la polii celulei. Se formează axul diviziunii.

2. metafază: cromozomii sunt aranjați într-o linie care trece prin centrul celulei, formând o placă metafază.

3. anafaza: Cromatidele din centrul celulei se diferențiază de poli,și apoi centromerele sunt împărțite în două. Această mișcare este posibilă datorită fusului de fisiune, a cărui filamente contractează și întinde cromozomii în direcții diferite.

4. Faza corpului: se formează nucleele copilului. Chromatidele se transformă din nou în cromatină, nucleul se formează și în el nucleoli. Se termină cu separarea citoplasmei și formarea peretelui celular.

endomitosis

O creștere a materialului genetic care nu esteprevede divizarea nucleului, denumită endomitoză. Se găsește în celulele vegetale și animale. În acest caz, nu există nici o distrugere a citoplasmei și a cochiliei nucleului, dar cromatina se transformă în cromozomi și apoi din nou despiralizează.

Acest proces face posibilă obținerea poliploiduluinuclee, în care conținutul de ADN este crescut. Similar apare în celulele care formează colonii din măduva osoasă roșie. În plus, există cazuri în care moleculele ADN sunt dublate, iar numărul de cromozomi rămâne același. Acestea se numesc polietilenă și pot fi găsite în celulele insectelor.

Înțeles mitosis

Diviziunea mitotică a nucleului este o metodă de menținere a unui set constant de cromozomi. Celulele fiice au același set de gene ca și mama și toate caracteristicile inerente în ea. Mitoza este necesară pentru:

- creșterea și dezvoltarea unui organism multicelulular (de la fuziunea celulelor sexuale);

- deplasarea straturilor celulare inferioare la un top și de înlocuire a celulelor sanguine (eritrocite, leucocite, trombocite);

- restabilirea țesuturilor deteriorate (la unele animale, capacitatea de regenerare este o condiție prealabilă pentru supraviețuire, de exemplu, în stelele marine sau șopârle);

- reproducerea asexuală a plantelor și a unor animale (nevertebrate).

meioză

Mecanismul de divizare a nucleelor ​​celulelor germinale mai multediferă de cea somatică. Ca rezultat, produce celule care au jumătate din informațiile genetice decât predecesorii lor. Acest lucru este necesar pentru a menține un număr constant de cromozomi în fiecare celulă a corpului.

Meioza are loc în două etape:

- etapa de reducere;

- o etapă ecuațiativă.

Cursul corect al acestui proces este posibilNumai în celulele cu un set uniform de cromozomi (diploid, tetraploid, hexaproizi etc.). Desigur, rămâne posibilitatea trecerii meiozei în celule cu un set ciudat de cromozomi, dar apoi puștiul poate să nu fie viabil.

Acesta este mecanismul care asigură sterilitatea încăsătoriile inter-specifice. Întrucât în ​​celulele sexuale există diferite seturi de cromozomi, aceasta complică fuziunea lor și apariția unui descendent viabil sau fertil.

Prima diviziune a meiozei

Numele fazelor le repetă pe aceia din mitoză: profază, metafază, anafază, telofază. Dar există o serie de diferențe semnificative.

1. prophase: un set dublu de cromozomi suferă o serie de transformări, trecând prin cinci etape (leptotena, zigotina, pachitina, diplotena, diakinza). Toate acestea se datorează conjugării și traversării.

conjugare Este abordarea cromozomilor omologi. În leptoten se formează filamente subțiri între ele, apoi în zigotină cromozomii sunt uniți în perechi și, ca rezultat, se obțin structuri de patru cromatide.

Crossover - procesul de partajare a site-urilor cromaticeîntre cromozomi sora sau omologi. Acest lucru se întâmplă la etapa de pachitină. Sunt formate intersecții cromozomiale (chiasme). Într-o persoană, astfel de schimburi pot fi de la treizeci și cinci până la șaizeci și șase. Rezultatul acestui proces este heterogenitatea genetică a materialului rezultat sau variabilitatea celulelor sexuale.

Când începe etapa de diploteni, complexele celor patru cromatide sunt distruse, iar cromozomii sora sunt interdependenți. Diakineza finalizează trecerea de la profază la metafază.

2. metafază: cromozomii se aliniază în apropierea ecuatorului celulei.

3. anafaza: cromozomii, care se mai compun din două cromatide, se deosebesc de poli de celulă.

4. Telofaza: fusoarea de fisiune este distrusă, rezultând două celule cu un set de cromozomi haploidici care au o cantitate dublă de ADN.

A doua diviziune a meiozei

Acest proces se numește "mitoza meiozei". La momentul dintre cele două faze, dublarea ADN nu apare, iar în cea de-a doua profază, celula intră cu același set de cromozomi pe care la lăsat după telofază.

1. prophase: cromozomii condensează, este divizatcelulă de celule (reziduurile sale sunt divergente la poli de celulă), carcasa de bază este distrusă și un arbore de fisiune este situat perpendicular pe arborele din prima divizie.

2. metafază: cromozomii sunt localizați pe ecuator, se formează o placă metafază.

3. anafaza: cromozomii sunt împărțiți în cromatide, care se deosebesc în direcții diferite.

4. Telofaza: în celulele fiice se formează un nucleu, cromatidele sunt despiralizate în cromatină.

La sfârșitul celei de-a doua faze, de la o celulă maternăavem patru copii cu o jumătate de set de cromozomi. Dacă meiozei are loc în conjuncție cu linia germinale (adică, formarea de celule sexuale), diviziunea sunt brusc inegale, și este format dintr-o singură celulă cu un set haploid de cromozomi și vițel trei reducere, nu transportă informația genetică necesară. Acestea sunt necesare pentru a se asigura că în ou și sperma a rămas doar jumătate din materialul genetic al celulei-mamă. În plus, această formă de diviziune nucleară asigură apariția unor noi combinații de gene, precum și moștenirea pură a alelelor.

În protozoane, există o variantă de meioză, cândexistă o singură diviziune în prima fază, iar cea de-a doua este traversarea. Oamenii de știință sugerează că această formă este un precursor evolutiv al meiozei obișnuite a organismelor multicelulare. Poate că există și alte modalități de împărțire a nucleului, despre care oamenii de știință încă nu știu.