Cum se multiplică celula. Creșterea și reproducerea celulelor

Probabil, nu există nimeni mai des studiat în programul școlar cu privire la conceptele de biologie decât celula. Se cunosc cu ea în clasa a 5-a privind istoria naturală, apoi în 6 ei iau în considerare varietățile și modul în care se multiplică celula, căile sale de divizare. În clasele a VII-a și a VIII-a se studiază în ceea ce privește apartenența la plante, animale și umane. Clasa 9 presupune luarea în considerare a proceselor interne care apar în ea, adică structura moleculară. În 10 și 11 acest lucru teoria celulară,

Programul este construit atât pentru că aceste structuri mici, "cărămizile vieții", sunt cele mai importante elemente ale oricărui organism. Toate funcțiile vieții, procesele, creșterea și dezvoltarea, devenind - tot ceea ce este legat de viață, sunt realizate de ei și de ei. Prin urmare, în acest articol vom examina principalele momente ale reproducerii, dezvoltării celulare și istoriei descoperirii lor.

Deschiderea celulei

Aceste particule structurale sunt extrem de mici în dimensiune. Prin urmare, a fost nevoie de mult timp și de tehnologie pentru a le deschide. Astfel, pentru prima dată structura celulară a unui trai plante de țesut ferăstrău Robert Hooke. Asta a fost în 1665. Pentru a le considera, el a inventat primul microscop din lume. Acest dispozitiv nu seamănă cu cel modern dispozitive de mărire. Mai degrabă, se pare că mai multe bucle dispuse împreună, dând o creștere.

Folosind acest dispozitiv, omul de știință a examinat felie de arbore de plută. Ceea ce a văzut a inițiat dezvoltarea unui număr de științe conexe și a biologiei în general. Multe celule strâns adiacente, de aproximativ aceeași formă și dimensiune. Hooke le-a numit cella, ceea ce înseamnă "cușcă".

Ulterior, au fost făcute câteva descoperiri care au permis cunoașterii să crească, să se acumuleze și să se dezvolte în mai multe științe angajate în studiul lor.

1. 1675 - omul de știință Malpighi a studiat varietatea celulelor în formă și a ajuns la concluzia că cel mai adesea fiolele rotunde sau ovale sunt umplute cu suc vital.
2. 1682 - N. Grew a confirmat concluziile lui Malpighi și, de asemenea, a studiat structura membranei celulare.
3. 1674 - Antonio van Leeuwenhoek deschide celulele bacteriilor, precum și structurile sangvine și spermatozoizii.
4. 1802-1809 gg. - Sh. Brissot-Mirbe și J. B. Lamarck sugerează existența țesuturilor și similitudinea animalelor și celulelor de plante.
5. 1825 - Purkinje deschide nucleul din celula sexuală a păsărilor.
6. 1831-1833 gg. - Robert Brown dezvăluie prezența unui nucleu în celulele de plante și introduce conceptul de importanță a compoziției interne, mai degrabă decât a membranei celulare, după cum sa crezut anterior.
7. 1839 - Theodore Schwann concluzionează că toate organismele vii constau din celule, precum și similitudinea acestora din urmă (viitoarea teorie celulară).
8. 1874-1875 ani. - Chistyakov și Strasburger descoperă modalități de multiplicare a celulelor - mitoză, meioză.

Toate descoperirile ulterioare în domeniul structurii celulelor, funcțiile, diversitatea și rolul lor în viața organismelor au fost realizate destul de repede datorită dezvoltării intensive a echipamentelor speciale de mărire și iluminare.

Reproducerea celulelor

Fiecare celulă în timpul unei vieți efectuează un întreg ciclu celular - acesta este timpul vieții sale din momentul nașterii și al morții (sau divizării). Mai mult, nu contează dacă este vorba de animale sau de legume. Ciclul de viață este același pentru toate dintre ele și, cel mai adesea, la sfârșitul celulei sale se înmulțește prin împărțire.

Desigur, acest proces nu este identic pentru toate organismele. Pentru eucariote și procariote, este fundamental diferit și există diferențe în ceea ce privește multiplicarea celulelor vegetale și animale.

Cum se multiplică celula? Există câteva modalități principale de a face acest lucru.

1. Mitoza.
2. Meioză.
3. Amitosis.

Fiecare dintre ele reprezintă o serie întreagă de procese, faze. Și toate aceste procese sunt tipice pentru organismele multicelulare, atât vegetale, cât și de origine animală. În reproducerea unică celulară apare prin simpla împărțire în două. Asta înseamnă că modalitățile de multiplicare a celulelor nu sunt aceleași. Există chiar și un astfel de fenomen ca sinuciderea celulară. Este vorba despre auto-distrugerea celulelor în locul proceselor de fisiune.

Cum se înmulțește celula, de exemplu, bacterii, alge albastre-verzi, unele protozoare? Calea fără sex, în cel mai simplu mod: conținutul celulelor lor este dublat, în peretele celular se formează o constricție transversală sau longitudinală și o celulă este împărțită în două complet nou, identic cu cel al mamei.

Acest proces se numește diviziune celulară directă. Ele înmulțesc unicelular și bacterii, dar nu are nimic de-a face cu nici procesele mitotice sau meiotice. Ele apar doar în organismul organismelor vii multicelulare.

mitoză

Creuturile multicelulare conțin miliarde de celule. Și fiecare dintre ei încearcă să-și finalizeze ciclul de viață, și anume, lăsând urmașii să nu moară. Celulele se înmulțesc prin divizare, dar acest proces nu este același pentru toate.

Structura somatic (se referă la astfel de toate celulele cu excepția germinale) metoda lor selectată pentru reproducere sau amitosis mitozei. Acesta este un proces foarte interesant, încăpător și complex, care a rezultat dintr-un singur părinte celule diploide (adică, un set dublu de cromozomi) doua identice fiica ei cu aceeași compoziție diploide.

Întregul proces implică două puncte principale:

1. Karyokineza - împărțirea nucleului și a întregului său conținut.
2. Cytokineza - divizarea protoplasmului (citoplasma și toate organelele celulare).

Aceste procese curg simultan, ducând la formarea copiilor materne de dimensiuni reduse.

Mitoza constă din patru faze (prophase, metafază, anafază, telofază) și starea care precede diviziunea - interfața. Să luăm în considerare fiecare detaliu.

interfază

Creșterea și reproducerea celulelor se realizează pe tot parcursul vieții corpului. Cu toate acestea, nu toate celulele au aceeași viață. Unii dintre ei mor într-un interval de două până la trei zile (elementele uniforme ale sângelui), unii rămân tot timpul în viață (nervi).

Dar în viața fiecărei celule cel mai adesea se păstrează acest stat, care se numește interfază. Aceasta este perioada de pregătire pentru divizarea unei celule formate mature, care necesită până la 90% din timpul întregului proces.

Sensul biologic al acestei etape în acumularea de nutrienți, ARN și proteine, sinteza moleculelor ADN. La urma urmei, după împărțirea în fiecare celulă fiică, exact o cantitate de organoizi, substanțe și material genetic, așa cum era în corpul matern, ar trebui să cadă. Pentru aceasta, trebuie să existe o dublare a tuturor structurilor disponibile, inclusiv a componentelor ADN.

În general, interfața are loc în trei etape:

• presynthetic;
• sintetice;
• postsynthetic.

Rezultatul: acumularea de nutrienți, energie și molecule de ADN pentru procese de fisiune ulterioare. Astfel, această etapă este doar începutul modului în care celulele se multiplică în viitor.

prophase

În această etapă apar următoarele procese principale:

• plicul nuclear se dizolvă;
• nucleele dispar (dizolva);
• cromozomii devin vizibili în microscop datorită structurii de răsucire (spirală);
• centrioli diverg la stalpii celulei, întinzându-se și formând o axă de fisiune.

În acest stadiu, reproducerea celulelor animale nu este diferită de cea a tuturor celorlalte celule.

metafază

Această fază este destul de scurtă, doar aproximativ 10 minute. Baza ei este că linii de cromatide se aliniază de-a lungul ecuatorului celulei. Firul filamentului la un capăt se lipeste de centriol la polul celulei, iar celălalt la centromerele fiecărui cromatid. Între ele, structurile genetice sunt aproape independente și, prin urmare, ușor de pregătit pentru deconectare.

anafaza

Cea mai scurtă etapă a întregului ciclu mitotic. Durata este de aproximativ 3 minute. În timpul acestei perioade, fiecare cromatid se duce la polul celulei și completează jumătatea lipsă, transformându-se într-o structură cromozomală normală.

Cu toate acestea, această enzimă necesită o enzimă specială numită telomerază. Acumularea lui se petrecea în interfazã.

Telofaza

Fiecare pol celular are propriul său material genetic complet, care este îmbrăcat într-un plic nuclear, formând un nucleu. Nucleoli apar. Întregul proces durează aproximativ 30 de minute. Acesta este un timp destul de lung. Acest lucru se datorează faptului că formarea de nucleoli și plicuri nucleare necesită cheltuieli mari de energie, precum și disponibilitatea materialelor de construcție - substanțe nutritive (proteine, carbohidrați, enzime, grăsimi, aminoacizi).

cytokinesis

Acest proces completează întregul ciclu mitotic. Protoplasme este împărțit cu organitele strict în jumătate, iar fiecare individ fiica primeste exact la fel ca și sora ei. Apoi, peste celulele formate de tractiune de proteine ​​(natura actina) care comprimă structura peste și îl împarte în două părți egale, dar de dimensiuni mai mici, comparativ cu celulele mamă.

În acest stadiu, există unele diferențe în celula animală de la modul în care se înmulțește planta de hutch. Faptul este că în structurile de plante există mai puține proteine ​​și nu există nici un actin. Prin urmare, în mijloc nu se formează o constricție, ci un sept, pe ambele părți ale căruia este depusă celuloza. Aceasta conferă rigiditatea celulelor plantei, formează un cadru sub forma unui perete celular.

Creșterea și multiplicarea celulelor urmează în continuare calea ciclului obișnuit de viață: specializarea, formarea țesuturilor, apoi organele, munca activă și divizarea sau moartea.

Celulele sexuale și reproducerea lor

Cu privire la modul în care se multiplică celula, răspunsul poate fi dat când se specifică care dintre ele. La urma urmei, procesele de mitoză pe care le-am examinat sunt caracteristice doar structurilor somatice. În timp ce celulele reproducătoare reproduc oarecum diferit, sau mai precis, meiozei.

Acest proces este baza unor astfel de funcții vitale la animale precum gametogeneza, adică reproducerea sexuală. Dezvoltarea celulelor sexuale are loc în multe etape. Prin urmare, meioza este o diviziune și mai complexă decât mitoza.

Pentru celulele de plante, meioza este baza sporogenezei, adică formarea de celule sexuale. Principalul rol biologic al meiozei pentru toate organismele este că, ca urmare ea formează patru haploidă (cu o jumătate sau un singur set de cromozomi) celule germinale. De ce? Pentru a la fertilizarea (fuziune de gameți de sex masculin și feminin) au avut loc de recuperare zigot diploid în noul (embrion în viitor). Aceasta conferă diversitate genetică organismelor, duce la o combinație de gene, apariția și consolidarea unor noi trăsături.

Structura procesului meiozei

Există două diviziuni principale în meiozei: reducere și evaziune. Fiecare dintre ele include toate aceleasi faze ca mitoza: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre ei.

Diviziune de reducere

Esență: dintr-o celulă diploidă se formează două haploide, cu o jumătate de set de cromozomi. faze:

• profaza I;
• metafaza I;
• anafază I;
• telofaza I.

La fiecare fază se repetă toate aceleași transformări, ca și în etapele corespunzătoare ale mitozei. Cu toate acestea, există o diferență: interfața nu dublează ADN-ul, ci doar se împarte în jumătate și asta este. Prin urmare, numai jumătate din informațiile genetice cade în fiecare celulă fiică. Aceasta este reproducerea inițială a celulelor animale, precum și a plantelor, legate de celulele genitale.

Ecuația divizată

A doua diviziune a meiozei, ca urmare a faptului că se formează încă două celule din fiecare dintre cele precedente. Acum există deja patru analogi haploizi identici, care devin celule germinative ale animalelor sau plantelor. Etapele diviziunii echivalente: profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II.

Astfel, întrebarea cum se multiplică celula are un răspuns destul de complex și capabil. La urma urmelor, aceste procese, ca toate celelalte care apar în ființele vii, sunt foarte subtile și constau în mai multe etape.