Ako je rozdelenie jadra? Typy rozdelenia jadra

Každá bunka začína svoj život, keďoddeľuje od matky a končí existenciu a dáva príležitosť objaviť sa jej dcérskym bunkám. Príroda poskytuje viac ako jeden spôsob delenia ich jadra v závislosti od ich štruktúry.

Metódy delenia buniek

Rozdelenie jadra závisí od typu bunky:

- Binárne rozdelenie (vyskytuje sa v prokaryotoch).

- Amitóza (metóda priameho rozdelenia).

- Mitóza (nájdená v eukaryotoch).

- Meióza (určená na rozdelenie pohlavných buniek).

Typy jadrového štiepenia sa určujú podľa prírody a zodpovedajú štruktúre bunky a jej funkcii v makroorganizme alebo samy osebe.

Binárne rozdelenie

Najčastejšie sa tento typ vyskytuje vprokaryotické bunky. Spočíva v zdvojení kruhovej molekuly DNA. Binárne rozdelenie jadra sa nazýva tak, pretože z materskej bunky sú dve identické veľkosti dcéry.

Po genetickom materiáli (molekula DNAalebo RNA), ktorá sa zdvojnásobuje, z bunkovej steny začína tvoriť priečny prepážok, ktorý postupne zužuje a rozdeľuje bunkovú cytoplazmu na dve približne identické časti.

Druhý proces delenia sa nazýva budovanie,alebo nerovnomerné binárne rozdelenie. V tomto prípade sa na segmente bunkovej steny objaví výčnelok, ktorý postupne rastie. Po veľkosti "obličiek" a matky sa oddelia. Časť bunkovej steny sa znova syntetizuje.

amitóza

Toto rozdelenie jadra je podobné tomu, ktoré bolo popísané vyššie, srozdiel je v tom, že neexistuje duplicita genetického materiálu. Táto metóda bola prvýkrát opísaná biológa Remakom. Tento jav sa vyskytuje v patologicky zmenených bunkách (degenerácia nádorov) a je tiež fyziologickou normou pre pečeňové tkanivo, chrupavku a rohovku.

Proces jadrového rozdelenia sa nazýva amitóza, pretožeže bunka si zachováva svoje funkcie a nestráca ju, ako počas mitózy. To vysvetľuje patologické vlastnosti vlastné bunkám s touto divíznou metódou. Okrem toho priame štiepenie jadra prechádza bez štiepneho vretena, preto je chromatín v dcérskych bunkách rozložený nerovnomerne. Následne takéto bunky nemôžu použiť mitotický cyklus. Niekedy v dôsledku amitózy sa tvoria mnohojadrové bunky.

mitosis

Ide o nepriame rozdelenie jadra. Najčastejšie sa vyskytuje v eukaryotických bunkách. Hlavný rozdiel medzi týmto procesom spočíva v tom, že dcérske bunky a materská bunka obsahujú rovnaký počet chromozómov. Vďaka tomu telo udržuje požadovaný počet buniek a regeneračné a rastové procesy sú tiež možné. Prvá mitóza v živočíšnej bunke bola opísaná Flemmingom.

Proces jadrového rozdelenia je v tomto prípade rozdelený na medzifázu a priamo mitózu. Interfáza je stav odpočinku buniek v intervale medzi rozdeleniami. Existuje niekoľko fáz:

1. Presyntéza - bunka rastie, v ňom sa hromadia proteíny a sacharidy, ATP (adenozín trifosfát) sa aktívne syntetizuje.

2. Syntetické obdobie - genetický materiál sa zdvojnásobí.

3. Post-syntetická perióda - bunkové prvky sa zdvojnásobia, objavujú sa proteíny, z ktorých je zložené štiepne vreteno.

Fázy mitózy

Rozdelenie jadra eukaryotickej bunky jeProces, pri ktorom je potrebná tvorba ďalšej organely - centrozómu. Nachádza sa vedľa jadra a jeho hlavnou funkciou je vytvorenie novej organely - vreteno rozdelenia. Táto štruktúra pomáha rovnomerne rozložiť chromozómy medzi dcérskymi bunkami.

Existujú štyri fázy mitózy:

1. Profáza: chromatín v jadre kondenzuje na chromatidy, ktoré sa zhromažďujú v blízkosti centroméru, párom vytvárajúcich chromozómov. Nukleoly sa rozkladajú, centrioly sa rozchádzajú na póly bunky. Vytvorí sa vreteno rozdelenia.

2. metafáz: chromozómy sú usporiadané v priamke prechádzajúcej stredom bunky a vytvárajú metafázovú dosku.

3. anafáze: Chromatidy zo stredu bunky sa rozchádzajú na póly,a potom je centromér rozdelený na dve. Tento pohyb je možný v dôsledku štiepneho vretena, ktorého vlákna sa dotýkajú a rozťahujú chromozómy v rôznych smeroch.

4. Fáza tela: tvoria sa jadrové jadrá. Chromatidy sa znova zmenia na chromatín, tvoria jadro a v ňom - ​​nukleoly. Končia sa oddelením cytoplazmy a tvorbou bunkovej steny.

endomitosis

Zvýšenie genetického materiálu, ktoré nie jestanovuje rozdelenie jadra, nazývaného endomitóza. Nachádza sa v rastlinných a živočíšnych bunkách. V tomto prípade nedochádza k žiadnej deštrukcii cytoplazmy a jadra jadra, ale chromatín sa zmení na chromozómy a potom opäť despiralizuje.

Tento proces umožňuje získať polyploidjadrá, v ktorých sa zvyšuje obsah DNA. Podobné sa vyskytuje v bunkách tvoriacich kolónie červenej kostnej drene. Okrem toho existujú prípady, keď sa molekuly DNA zdvojnásobia a počet chromozómov zostáva rovnaký. Oni sa nazývajú polyetylén a môžu sa nachádzať v bunkách hmyzu.

Význam mitózy

Mitotické rozdelenie jadra je spôsob udržiavania konštantnej množiny chromozómov. Dcérske bunky majú rovnaký súbor génov ako matka a všetky vlastnosti, ktoré sú jej vlastné. Mitóza je nevyhnutná pre:

- rast a vývoj viacbunkového organizmu (z fúzie sexuálnych buniek);

- presúvanie buniek z dolných vrstiev do horných, ako aj nahradenie krviniek (červené krvinky, leukocyty, krvné doštičky);

- obnovenie poškodených tkanív (u niektorých zvierat je schopnosť regenerovať predpokladom prežitia, napríklad v morských hviezdach alebo jaštericiach);

- bezpohlavná reprodukcia rastlín a niektorých zvierat (bezstavovcov).

meiosis

Mechanizmus rozdelenia jadier niekoľkých zárodočných bunieksa líši od somatických. V dôsledku toho produkuje bunky, ktoré majú polovicu genetickej informácie ako ich predchodcovia. To je nevyhnutné na udržanie konštantného počtu chromozómov v každej bunke tela.

Meióza sa uskutočňuje v dvoch etapách:

- stupeň zníženia;

- rovnocenná fáza.

Správny priebeh tohto procesu je možnýIba v bunkách s rovnomerným súborom chromozómov (diploid, tetraploid, hexaproids atď.). Samozrejme, zostáva možnosť prechodu meiózy do buniek s nepárnym súborom chromozómov, ale potom potomstvo nemusí byť životaschopné.

Práve tento mechanizmus zaisťuje sterilitumedzidruhové manželstvá. Keďže v pohlavných bunkách existujú rôzne sady chromozómov, komplikuje ich fúziu a výskyt životaschopného alebo úrodného potomstva.

Prvé rozdelenie meiózy

Názov fáz opakuje v fáze mitózy: profáza, metafáza, anafáza, telofáza. Existuje však niekoľko významných rozdielov.

1. Profáza: zdvojnásobená sada chromozómov prechádza sériou transformácií, prechádzajúcimi piatimi stupňami (leptotén, zygotén, pachyten, diploten, diakinéza). To všetko je dôsledkom konjugácie a prekračovania.

časovanie Je prístup homológnych chromozómov. V leptotene nimi tvorí tenké vlákna a potom sa pripojiť v zygotene chromozómových párov a výsledok získaný štruktúrou štyroch chromatidov.

crossover - proces krížových zdieľaní chromatidových miestmedzi sesterskými alebo homológnymi chromozómami. K tomu dochádza v štádiu pachytenu. Prekrývajú sa chromozómové priesečníky (chiasms). V osobe môžu byť takéto výmeny od tridsiatich piatich do šesťdesiatich šiestich. Výsledkom tohto procesu je genetická heterogénnosť výsledného materiálu alebo variabilita pohlavných buniek.

Keď začne štádium diplotenov, sú komplexy štyroch chromatidov zničené a sesterské chromozómy sú navzájom prepojené. Diakinéza dokončí prechod z profázy na metafázu.

2. metafáz: chromozómy zostávajú v blízkosti rovníka bunky.

3. anafáze: chromozómy, ktoré sa ešte skladajú z dvoch chromatidov, sa rozchádzajú na póly bunky.

4. Telofáza: štiepne vreteno je zničené, čo vedie k dvom bunkám s haploidným súborom chromozómov, ktoré majú zdvojené množstvo DNA.

Druhá časť meiózy

Tento proces sa nazýva "mitóza meiózy". V čase medzi týmito dvomi fázami nedochádza k zdvojeniu DNA a v druhej profeze sa bunka dostala do rovnakej sady chromozómov, ktoré zostali po telofáze.

1. Profáza: kondenzujú chromozómy, je rozdelenábunkový stred (jeho zvyšky sa rozchádzajú na póly bunky), jadrová škrupina je zničená a štiepne vreteno je umiestnené kolmo na vreteno z prvej časti.

2. metafáz: chromozómy sú umiestnené na rovníku, vytvára sa metafázová doska.

3. anafáze: chromozómy sú rozdelené na chromatidy, ktoré sa líšia v rôznych smeroch.

4. Telofáza: v dcérskych bunkách vzniká jadro, chromatidy sa despiralizujú na chromatín.

Na konci druhej fázy z jednej materskej bunkymáme štyri deti s polovicou chromozómov. Ak meióza prebieha v spojení s zárodočnej línie (to znamená, že tvorba pohlavných buniek), divízie sú výrazne nerovnomerné, a je tvorená jedinou bunkou s haploidné sadu chromozómov a tri redukčné teľa, ktorá nenesie nevyhnutné genetickej informácie. Sú potrebné na to, aby sa udržala iba polovica genetického materiálu materskej bunky v bunkách vajec a buniek spermií. Navyše táto forma jadrového štiepenia poskytuje vzhľad nových génových kombinácií, ako aj dedičnosť čistých alel.

V prvokoch existuje varianta meiózy, kedyv prvej fáze je iba jedno rozdelenie a druhé je prechodom. Vedci naznačujú, že táto forma je evolučným prekurzorom bežnej meiózy mnohonásobných organizmov. Možno existujú aj iné spôsoby rozdelenia jadra, ktoré vedci ešte nevedia.