Cum este împărțirea nucleului? Tipuri de diviziune de kernel

Fiecare celulă își începe viața, atunci când se separă de maternitate și se încheie cu existența, dând posibilitatea 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 divizare celulară

Diviziunea nucleului depinde de tip de celule:

- Diviziunea binară (apare în procariote).

- Amitoza (metoda divizării directe).

- Mitoza (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 exercită în macroorganism sau în sine.

Diviziunea binară

Cel mai adesea acest tip apare în celule 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 materia genetică (ADN sau molecula de ARN) a fost preparat în mod corespunzător, adică sa dublat, de peretele celulei începe să se formeze peretele despărțitor transversal, care este conic gradat și citoplasmei împarte în două părți aproximativ egale.

Al doilea proces de diviziune este numit diviziune binară înfloritoare sau 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. Un site peretele celular este sintetizat din nou.

amitosis

Această diviziune Nucleul este similar cu cel descris mai sus, cu diferența că nu există o dublare a materialului genetic. Această metodă a fost descrisă pentru prima dată de biologul Remak. Acest fenomen apare în celule modificate patologic (transformare malignă) și este o normă fiziologică pentru țesutul hepatic, cartilajelor și cornee.

Procesul de divizare nucleară se numește amitoză, deoarece 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 adesea apare în celule 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

Divizarea nucleului unei celule eucariote este un proces pentru care este necesară formarea unui organelle - centrozom suplimentar -. 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, iar apoi centromerele se împart 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

Creșterea materialului genetic, care nu prevede fisiunea nucleului, se numește 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 nucleelor ​​poliploide, 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);

- mutarea celulelor din straturile inferioare în partea superioară și înlocuirea celulelor sanguine (eritrocite, celule albe din sânge, trombocite);

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

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

meioză

Mecanismul de împărțire a nucleelor ​​celulelor germinative este oarecum diferit față de cel somatic. 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 posibil numai în celulele cu echilibru un set de cromozomi (diploid, tetraploid, hexaproic etc.). Desigur, rămâne posibilitatea trecerii meiozei în celule cu un set ciudat de cromozomi, dar apoi puștiul poate să nu fie viabil.

Acest mecanism asigură sterilitatea în căsătoriile inter-specie. 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 face ca o serie de transformări, trecând prin cinci etape (leptotena, zigoții, Paquita, diplotene, diakinesis). Toate acestea se datorează conjugării și traversării.

conjugare Este apropierea cromozomi 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 segmentelor cromatice între sora sau cromozomii 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". In momentul dintre cele două faze de ADN duplicarea nu se produce, iar a doua celulă intră profaza aceluiași set de cromozomi, care a rămas după 1 telofază.

1. prophase: Cromozomii condensează trece centrul celulei de separare (reziduurile divergente la celula polii) surpări miez shell și ax forme divizare dispuse perpendicular pe axul 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 a unei celule părinte singur, avem patru filiale cu un set de jumătate 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. Ele sunt necesare pentru a păstra numai jumătate din materialul genetic al celulei părinte în celula de ouă și în celula spermei. 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, atunci când în prima fază are loc doar o divizare, iar cea de-a doua este trecerea peste. 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, pe care oamenii de știință încă nu îl cunosc.