Տարբերությունը մեյոզի 1-ի և միտոզի միջև. Տարբերությունները միտոզի և մեյոզի միջև. Այս գործընթացների նպատակները, դրանց հիմնական փուլերը. Ինչ է միտոզը

Միտոզը և մեյոզը համեմատելիս մի կողմից բացահայտվում են այս գործընթացների նմանությունները, իսկ մյուս կողմից՝ տարբերությունները։ Երկու գործընթացներն էլ էուկարիոտային բջիջների բաժանման մեխանիզմներ են և հանգեցնում են բջիջների քանակի ավելացման։ Այնուամենայնիվ, միտոզը ծառայում է սոմատիկ բջիջների, այսինքն՝ բուն օրգանիզմի մարմնի բջիջների վերարտադրությանը, մինչդեռ մեյոզի հիմքում ընկած է սեռական բջիջների ձևավորումը։ Առաջին դեպքում տեղի է ունենում բուն օրգանիզմի աճ, երկրորդում՝ ապահովվում է սեռական վերարտադրության հնարավորությունը։

Բջիջները, որոնք մտնում են և՛ միտոտիկ, և՛ մեյոտիկ բաժանման մեջ, ժառանգական տեղեկատվության քանակով նույնական են: Երկու դեպքերն էլ պարունակում են քրոմոսոմների դիպլոիդ հավաքածու, և յուրաքանչյուր քրոմոսոմ բաղկացած է երկու քրոմատիդից։ Այլ կերպ ասած, բջիջները պարունակում են 2n 4c (զույգ հոմոլոգ քրոմոսոմներ կամ հոմոլոգ քրոմատիդների քառյակներ): Մեյոզից առաջ ինտերֆազը և միտոզը մոտավորապես նույնն են:

Մեյոզի ամենակարևոր տարբերությունը դուստր բջիջներում քրոմոսոմների թվի կիսով չափ կրճատումն է։ Դրա պատճառով մեյոզը կոչվում է նաև կրճատման բաժանում: Միտոզի դեպքում դուստր բջիջներում գենետիկական տեղեկատվության քանակը մնում է նույնը, ինչ մայր բջջում։

Մեյոզը տեղի է ունենում երկու ստորաբաժանումներով. Առաջին բաժանումից հետո ձևավորվում է երկու բջիջ. Դրանցում ժառանգական տեղեկատվության քանակը կրճատվում է մինչև 1n 2c: Այսինքն՝ հոմոլոգ քրոմոսոմները ցրվում են տարբեր բջիջների մեջ, բայց շարունակում են բաղկացած լինել երկու քրոմատիդներից։ Այս երկու դուստր բջիջները մտնում են երկրորդ բաժանում, որի արդյունքում առաջանում են չորս բջիջներ, որոնց քրոմոսոմները չունեն հոմոլոգ գործընկերներ և բաղկացած են միայն մեկ քրոմատիդից (1n 1c):

Միտոզը տեղի է ունենում մեկ բաժանման մեջ: Դրա արդյունքը երկու բջիջ է, որոնց գենետիկական տեղեկատվության քանակությունը հավասար է 2n 2c, այսինքն՝ յուրաքանչյուր քրոմոսոմ ունի հոմոլոգ, բայց բոլոր քրոմոսոմները բաղկացած են մեկ քրոմատիդից։

Միտոզը առաջացնում է գենետիկորեն նույնական բջիջներ: Ի հակադրություն, մեյոզը առաջացնում է չորս գենետիկորեն ոչ նույնական բջիջներ: Առաջին մեյոտիկ բաժանման ժամանակ տեղի է ունենում խաչմերուկ, այսինքն՝ հատվածների փոխանակում հոմոլոգ քրոմոսոմների միջև։ Արդյունքում գեները վերամիավորվում են։ Երկու բաժիններում էլ կա քրոմոսոմների և քրոմատիդների անկախ տարաձայնություններ։ Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր քրոմոսոմ կամ քրոմատիդ կարող է հայտնվել մեկ բջիջում՝ մյուսների հետ տարբեր համակցություններով:

Երկրորդ մեյոտիկ բաժանումը մեխանիզմով նման է մեկ միտոտիկ բաժանմանը: Երկու դեպքում էլ քրոմոսոմների քրոմատիդները շեղվում են դեպի բևեռները և առանձնանում անաֆազի ժամանակ։

Թե՛ միտոզի, և թե՛ մեյոզի փուլերն ունեն նույն անունները (պրոֆազ, մետաֆազ, անաֆազ, տելոֆազ), և դրանցում տեղի ունեցող գործընթացները հիմնականում նման են: Մեյոզում երկու բաժանումների հետ կապված առանձնանում են պրոֆազ I, մետաֆազ I և այլն, որից հետո II պրոֆազը և այլն։Երկու բաժանումների միջև կա կարճ ինտերֆազ, որը կոչվում է ինտերկինեզ։ I պրոֆազը կարող է շատ երկար լինել, որի ընթացքում տեղի է ունենում քրոմոսոմների խոնարհում և հատում: Հետևաբար, մեյոզը ավելի երկար է տևում, քան միտոզը:

Դասի տեսակը՝ ընդհանրացման դաս։

Դասի ձև՝ գործնական դաս.

• շարունակել ձևավորել ուսանողների աշխարհայացքը կյանքի շարունակականության վերաբերյալ.
• ներկայացնել քիմիական և կենսաբանական տարբերությունը միտոզի և մեյոզի ընթացքում բջջում տեղի ունեցող գործընթացների միջև.
• զարգացնել միտոզի և մեյոզի գործընթացները հետևողականորեն կազմակերպելու ունակություն.
• զարգացնել բջիջների բաժանման գործընթացների համեմատական ​​վերլուծության հմտությունները.

1. կրթական:

ա) թարմացնել ուսանողների գիտելիքները բջիջների բաժանման տարբեր տեսակների մասին (միտոզ, ամիտոզ, մեյոզ).

բ) պատկերացում կազմել միտոզի և մեյոզի գործընթացների հիմնական նմանությունների և տարբերությունների, դրանց կենսաբանական էության մասին.

2. կրթական. զարգացնել ճանաչողական հետաքրքրություն գիտության տարբեր ոլորտների տեղեկատվության նկատմամբ.

3. զարգացող:

ա) զարգացնել տարբեր տեսակի տեղեկատվության հետ աշխատելու հմտություններ և դրանք ներկայացնելու եղանակներ.

բ) շարունակել աշխատել բջիջների բաժանման գործընթացները վերլուծելու և համեմատելու հմտությունների զարգացման վրա.

Ուսումնական սարքավորումներ՝ համակարգիչ մուլտիմեդիա պրոյեկտորով, հավելվածի մոդել «Բջջային բաժանում. Միտոզ և մեյոզ» (ցուցադրման և բաշխման փաթեթներ); աղյուսակ «Միտոզ. Մեյոզ»:

Դասի կառուցվածքը (դասը նախատեսված է մեկ ուսումնական ժամի համար, անցկացվում է կենսաբանության լսարանում մուլտիմեդիա պրոյեկտորով, նախատեսված է 10-րդ դասարանի քիմիական և կենսաբանական պրոֆիլի համար): Դասի համառոտ պլան:

1. կազմակերպչական պահ (2 րոպե);

2. բջիջների բաժանման գործընթացներին առնչվող գիտելիքների, հիմնական տերմինների և հասկացությունների թարմացում (8 րոպե);

3. միտոզի և մեյոզի գործընթացների մասին գիտելիքների ընդհանրացում (13 րոպե);

4. գործնական աշխատանք «Միտոզի և մեյոզի նմանություններն ու տարբերությունները (15 րոպե);

Ուսումնասիրված թեմայի վերաբերյալ գիտելիքների համախմբում (5 րոպե);

Տնային աշխատանք (2 րոպե).

Դասի մանրամասն նշումներ.

1. կազմակերպչական պահ. Դասի նպատակի բացատրություն, ուսումնասիրվող թեմայում դրա տեղը, իրականացման առանձնահատկությունները:

2. գիտելիքների թարմացումԲջիջների բաժանման գործընթացներին առնչվող հիմնական տերմիններ և հասկացություններ. - բջիջների բաժանում;

3. Բջջի բաժանման գործընթացների մասին գիտելիքների ընդհանրացում.

3.1. Միտոզ.

«Միտոզ» ինտերակտիվ մոդելի ցուցադրում;

Գործնական աշխատանք «Միտոզ» կիրառական մոդելի հետ (տեղեկագրեր յուրաքանչյուր ուսանողի համար, սովորողների՝ միտոզային պրոցեսների հաջորդականությունը ցույց տալու ունակության պրակտիկա);

«Mitosis» հավելվածի մոդելի հետ աշխատելը (ցուցադրական հավաքածու, գործնական աշխատանքի արդյունքների ստուգում)

Զրույց միտոզի փուլերի մասին.

Միտոզի փուլ,քրոմոսոմների հավաքածու(n-քրոմոսոմներ, c - ԴՆԹ)	Նկարչություն	Ֆազի բնութագրերը, քրոմոսոմների դասավորությունը
Պրոֆազ		Միջուկային թաղանթների ապամոնտաժում, ցենտրիոլների շեղում դեպի բջջի տարբեր բևեռներ, թելերի ձևավորում, միջուկների «անհետացում», երկքրոմատիդ քրոմոսոմների խտացում։
Մետաֆազ		Առավելագույն խտացված երկքրոմատիդ քրոմոսոմների դասավորությունը բջջի հասարակածային հարթությունում (մետաֆազային ափսե), լիսեռի թելերի մի ծայրում ցենտրիոլներին, մյուսը՝ քրոմոսոմների ցենտրոմերներին։
Անաֆազ		Երկու քրոմատիդ քրոմոսոմների բաժանումը քրոմատիդների և այս քույր քրոմատիդների շեղումը բջջի հակառակ բևեռներին (այս դեպքում քրոմատիդները դառնում են անկախ միաքրոմատիդ քրոմոսոմներ)։
Տելոֆազ		Քրոմոսոմների խտացում, քրոմոսոմների յուրաքանչյուր խմբի շուրջ միջուկային թաղանթների առաջացում, լիսեռ թելերի քայքայում, միջուկի առաջացում, ցիտոպլազմայի բաժանում (ցիտոտոմիա)։ Կենդանական բջիջներում ցիտոտոմիան տեղի է ունենում ճեղքման ակոսի պատճառով, բույսերի բջիջներում՝ բջջային թիթեղի պատճառով:

3.2. Մեյոզ.

«Մեյոզ» ինտերակտիվ մոդելի ցուցադրում

Գործնական աշխատանք «Մեյոզ» կիրառման մոդելի հետ (տեղեկագրեր յուրաքանչյուր ուսանողի համար, սովորողների՝ մեյոզի պրոցեսների հաջորդականությունը ցույց տալու կարողությունը).

«Meiosis» հավելվածի մոդելի հետ աշխատելը (ցուցադրական հավաքածու, գործնական աշխատանքի արդյունքների ստուգում)

Զրույց մեյոզի փուլերի մասին.

Մեյոզի փուլ,քրոմոսոմների հավաքածու(n - քրոմոսոմներ, գ - ԴՆԹ)	Նկարչություն	Ֆազի բնութագրերը, քրոմոսոմների դասավորությունը
Պրոֆազ 1 2n4c		Միջուկային թաղանթների ապամոնտաժում, ցենտրիոլների շեղում դեպի բջջի տարբեր բևեռներ, թելերի ձևավորում, միջուկների «անհետացում», երկքրոմատիդ քրոմոսոմների խտացում, հոմոլոգ քրոմոսոմների կոնյուգացիա և հատում:
Մետաֆազ 1 2n4c		Երկվալենտների դասավորությունը բջջի հասարակածային հարթությունում, մի ծայրում պտտվող թելերի կցումը ցենտրիոլներին, մյուսը՝ քրոմոսոմների ցենտրոմերներին։
Անաֆազ 1 2n4c		Բիքրոմատիդ քրոմոսոմների պատահական անկախ շեղում դեպի բջջի հակադիր բևեռները (յուրաքանչյուր զույգ հոմոլոգ քրոմոսոմից մի քրոմոսոմը գնում է մի բևեռ, մյուսը՝ մյուսը), քրոմոսոմների վերահամակցում։
Տելոֆազ 1 երկու բջիջներում 1n2c		Բիկրոմատիդ քրոմոսոմների խմբերի շուրջ միջուկային թաղանթների առաջացում, ցիտոպլազմայի բաժանում։
Պրոֆազ 2 1n2c		Միջուկային թաղանթների ապամոնտաժում, ցենտրիոլների շեղում դեպի բջջի տարբեր բևեռներ, սպինդի թելերի ձևավորում։
Մետաֆազ 2 1n2c		Բջջի հասարակածային հարթությունում երկխրոմատիդային քրոմոսոմների դասավորությունը (մետաֆազային թիթեղ), մի ծայրում ողնաշարի թելերի ամրացումը ցենտրիոլներին, մյուսը՝ քրոմոսոմների ցենտրոմերներին։
Անաֆազ 2 2n2c		Երկու քրոմատիդ քրոմոսոմների բաժանումը քրոմատիդների և այս քույր քրոմատիդների շեղումը բջջի հակառակ բևեռներին (այս դեպքում քրոմատիդները դառնում են անկախ միաքրոմատիդ քրոմոսոմներ), քրոմոսոմների վերահամակցում։
Տելոֆազ 2 երկու բջիջներում 1n1c Ընդամենը 4-ից 1n1c		Քրոմոսոմների խտացում, քրոմոսոմների յուրաքանչյուր խմբի շուրջ միջուկային թաղանթների ձևավորում, ողնաշարի թելերի քայքայումը, միջուկի տեսքը, ցիտոպլազմայի բաժանումը (ցիտոտոմիա) երկուսի ձևավորմամբ և, ի վերջո, երկու մեյոտիկ բաժանումներով՝ չորս հապլոիդ բջիջներ։

Զրույց բջջային միջուկի բանաձևը փոխելու մասին

Քննարկում մեյոզի արդյունքների մասին.

մեկ հապլոիդ մայր բջիջը արտադրում է չորս հապլոիդ դուստր բջիջ

Զրույց մեյոզի նշանակության մասին. Ա)պահպանում է տեսակի քրոմոսոմների մշտական ​​թիվը սերնդից սերունդ (քրոմոսոմների դիպլոիդ հավաքածուն ամեն անգամ վերականգնվում է բեղմնավորման ընթացքում երկու հապլոիդ գամետների միաձուլման արդյունքում.

բ) մեյոզը ժառանգական փոփոխականության (համակցված փոփոխականության) առաջացման մեխանիզմներից մեկն է.

4. Գործնական աշխատանք «Միտոզի և մեյոզի համեմատություն»՝ օգտագործելով «Միտոզ և մեյոզի» ներկայացումը. Համեմատական ​​վերլուծություն» (տես Հավելված 1)

Ուսանողները ունեն տնային աշխատանքների աղյուսակներ.

Միտոզի և մեյոզի նմանությունների պարզում.

Միտոզի և մեյոզի միջև ընդհանուր տարբերությունների մշակում (բաժանման փուլերի աննշան պարզաբանումներով).

5. Նյութի ամրացում.

Պետական ​​միասնական քննության թեստային նյութերի Բ մասի առաջադրանքի կատարում.

Համապատասխանեցրեք բջիջների բաժանման տարբերակիչ հատկանիշներն ու տեսակները.

Տարբերակիչ առանձնահատկություններ Բջիջների բաժանման տեսակները

6. Տնային աշխատանք.

Լրացրե՛ք նոթատետրում «Միտոզի և մեյոզի համեմատություն» աղյուսակը

Կրկնել նյութը միտոզի և մեյոզի մասին (մանրամասներ փուլերի մասին)

29.30 (Վ.Վ. Պասեչնիկ); 19.22 էջ 130-134 (Գ.Մ. Դիմշից)

Պատրաստեք աղյուսակ «Միտոզի և մեյոզի առաջընթացի համեմատական ​​բնութագրերը»

Միտոզի և մեյոզի համեմատական ​​բնութագրերը

Մատենագիտություն:

1. Ի.Ն.Պիմենով, Ա.Վ.Պիմենով - Դասախոսություններ ընդհանուր կենսաբանության վերաբերյալ - Սարատով, ԲԲԸ հրատարակչություն լիցեյ, 2003 թ.

2. Ընդհանուր կենսաբանություն՝ դասագիրք 10-11-րդ դասարանների համար՝ դպրոցում կենսաբանության խորացված ուսումնասիրությամբ / Էդ. Վ.Կ.Շումնի, Գ.Մ.Դիմշից, Ա.Օ.Ռուվինսկի: – Մ., «Լուսավորություն», 2004:

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Կենսաբանություն. 3 հատորով: T.3.՝ թարգմ. անգլերենից/Խմբ. Ռ. Սոպեր. – Մ., «Միր», 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Կենսաբանություն. տեղեկագիր ավագ դպրոցի աշակերտների և բուհ դիմորդների համար - M., «AST-PRESS School», 2004 թ.

5. Դ.Ի. Մամոնտով – Բաց կենսաբանություն. կենսաբանության ամբողջական ինտերակտիվ դասընթաց (CD-ով) – «Ֆիզիկոն», 2005 թ.

Բոլոր կենդանի արարածները ունեն բջջային կառուցվածք: Բջիջները ապրում են՝ աճում, զարգանում և բաժանվում։ Նրանց բաժանումը կարող է առաջանալ տարբեր ձևերով՝ միտոզի կամ մեյոզի գործընթացում։ Այս երկու մեթոդներն էլ ունեն նույն բաժանման փուլերը, այս գործընթացներին նախորդում է քրոմոսոմների պարույրացումը և դրանցում ԴՆԹ մոլեկուլների անկախ կրկնապատկումը։ Եկեք նայենք միտոզի և մեյոզի տարբերությունին:

Միտոզմիջուկ ունեցող բջիջների անուղղակի բաժանման ունիվերսալ մեթոդ է, այսինքն՝ կենդանական, բուսական և սնկային բջիջներ։ «Միտոզ» բառը գալիս է հունարեն «mitos» բառից, որը նշանակում է «թել»։ Այն նաև կոչվում է վեգետատիվ բազմացում կամ կլոնավորում։

Մեյոզ- Սա նույնպես նմանատիպ բջիջների բաժանման միջոց է, սակայն մեյոզի ժամանակ քրոմոսոմների թիվը կրկնակի կրճատվում է։ «Մեյոզ» անվան ծագման հիմքը հունարեն «մեյոզիս» բառն էր, այսինքն՝ «կրճատում»։

Բաժանման գործընթացը միտոզի և մեյոզի ժամանակ

Միտոզի գործընթացում յուրաքանչյուր քրոմոսոմ բաժանվում է երկու դուստր քրոմոսոմների և բաշխվում երկու նոր ձևավորված բջիջների միջև: Ստացված բջիջների կյանքը կարող է զարգանալ տարբեր ձևերով. երկուսն էլ կարող են շարունակել բաժանվել, միայն մեկ բջիջ է բաժանվում ավելի, մինչդեռ մյուսը կորցնում է այս ունակությունը, երկու բջիջներն էլ կորցնում են բաժանվելու ունակությունը:

Մեյոզը բաղկացած է երկու բաժիններից. Առաջին բաժանման ժամանակ քրոմոսոմների թիվը կրկնակի կրճատվում է, դիպլոիդ բջիջը արտադրում է երկու հապլոիդ բջիջ, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է երկու քրոմատիդ։ Երկրորդ բաժանման դեպքում քրոմոսոմների թիվը չի նվազում, ձևավորվում են քրոմոսոմներով միայն չորս բջիջներ, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է մեկ քրոմատիդ:

Խոնարհում

Մեյոզի գործընթացում հոմոլոգ քրոմոսոմների միաձուլումը տեղի է ունենում առաջին բաժանման մեջ, միտոզի ժամանակ բացակայում է ցանկացած տեսակի զուգավորում։

Շերտավորում

Միտոզի գործընթացում կրկնօրինակված քրոմոսոմները շարվում են առանձին հասարակածի երկայնքով, մինչդեռ մեյոզի ժամանակ նմանատիպ հավասարեցում տեղի է ունենում զույգերով։

Բաժանման գործընթացի արդյունքը

Միտոզի արդյունքում ձևավորվում են երկու սոմատիկ դիպլոիդ բջիջներ։ Այս գործընթացի ամենակարեւոր կողմն այն է, որ բաժանման ընթացքում ժառանգական գործոնները չեն փոխվում:

Մեյոզի արդյունքը չորս սեռական հապլոիդ բջիջների առաջացումն է, որոնց ժառանգականությունը փոխվում է։

Վերարտադրություն

Մեյոզը տեղի է ունենում հասունացած սեռական բջիջներում և հանդիսանում է սեռական վերարտադրության հիմքը:

Միտոզը սոմատիկ բջիջների անսեռ վերարտադրության հիմքն է, և դա նրանց ինքնավերականգնման միակ միջոցն է։

Կենսաբանական նշանակություն

Մեյոզի գործընթացում պահպանվում է քրոմոսոմների մշտական ​​քանակ և, բացի այդ, քրոմոսոմներում առաջանում են ժառանգական հակումների նոր կապեր։

Միտոզի ժամանակ քրոմոսոմները կրկնապատկվում են դրանց երկայնական տրոհման ժամանակ, որոնք հավասարապես բաշխվում են դուստր բջիջների միջև։ Բնօրինակ տեղեկատվության ծավալն ու որակը չի փոխվում և ամբողջությամբ պահպանվում է։

Միտոզը բոլոր բազմաբջիջ օրգանիզմների անհատական ​​զարգացման հիմքն է։

Եզրակացությունների կայք

1. Միտոզը և մեյոզը միջուկ պարունակող բջիջների բաժանման մեթոդներ են:
2. Միտոզը առաջանում է սոմատիկ բջիջներում, մեյոզը՝ վերարտադրողական բջիջներում։
3. Միտոզը ներառում է բջիջների մեկ բաժանում, իսկ մեյոզի բաժանումը երկու փուլով:
4. Մեյոզի արդյունքում քրոմոսոմների թիվը նվազում է 2 անգամ, միտոզի ժամանակ դուստր բջիջներում պահպանվում է քրոմոսոմների սկզբնական թիվը։

Արդյունքների հիման վրա մեյոզի և միտոզի միջև տարբերությունը

1. Միտոզից հետո ստացվում է երկու բջիջ, իսկ մեյոզից հետո՝ չորս բջիջ։

2. Միտոզից հետո ստացվում են սոմատիկ բջիջներ (մարմնի բջիջներ), իսկ մեյոզից հետո՝ սեռական բջիջներ (գամետներ՝ սպերմատոզոիդներ և ձու, բույսերում՝ մեյոզից հետո՝ սպորներ)։

3. Միտոզից հետո ստացվում են միանման բջիջներ (պատճեններ), իսկ մեյոզից հետո՝ տարբեր բջիջներ (առաջանում է ժառանգական տեղեկատվության ռեկոմբինացիա)։

4. Միտոզից հետո դուստր բջիջներում քրոմոսոմների թիվը մնում է նույնը, ինչ եղել է մոր մոտ, իսկ մեյոզից հետո նվազում է 2 անգամ (քրոմոսոմների թիվը կրճատվում է, եթե չկար, ապա յուրաքանչյուր բեղմնավորումից հետո քրոմոսոմների թիվը կկրկնապատկվի, փոփոխական կրճատումը և բեղմնավորումը ապահովում են քրոմոսոմների թվի կայունությունը):

Տարբերությունները մեյոզի և միտոզի միջև ճանապարհին

1. Միտոզում լինում է մեկ բաժանում, իսկ մեյոզում՝ երկու (դրա պատճառով ստացվում է 4 բջիջ)։

2. Մեյոզի առաջին բաժանման պրոֆազում տեղի է ունենում խոնարհում (հոմոլոգ քրոմոսոմների մոտիկություն) և հատում (հոմոլոգ քրոմոսոմների հատվածների փոխանակում), ինչը հանգեցնում է ժառանգական տեղեկատվության ռեկոմբինացիայի (վերակոմբինացիայի):

3. Մեյոզի առաջին բաժանման անաֆազում տեղի է ունենում հոմոլոգ քրոմոսոմների անկախ դիվերգենցիա (բիքրոմատիկ քրոմոսոմները շեղվում են դեպի բջջի բևեռները)։ Սա հանգեցնում է վերահամակցման և կրճատման:

4. Մեյոզի երկու բաժանումների միջև ընկած ժամանակահատվածում քրոմոսոմների կրկնապատկում տեղի չի ունենում, քանի որ դրանք արդեն կրկնակի են։

Մեյոզի երկրորդ բաժանումը ոչնչով չի տարբերվում միտոզից: Ինչպես միտոզում, այնպես էլ մեյոզի II անաֆազում, միայնակ քույր քրոմոսոմները (նախկին քրոմատիդները) շեղվում են դեպի բջջային բևեռները:

11. Գամետների առաջացման փուլերը, սերմնահեղուկի կառուցվածքը, ձվի կառուցվածքը:

Գետոգենեզը սեռական բջիջների ձևավորման գործընթացն է: Այն առաջանում է սեռական գեղձերում՝ սեռական գեղձերում (կանանց մոտ՝ ձվարանների մեջ, իսկ տղամարդկանց մոտ՝ ամորձիներում): Իգական անհատի մարմնում գամետոգենեզը հանգում է կանանց սեռական բջիջների (ձվերի) ձևավորմանը և կոչվում է օոգենեզ: Տղամարդկանց մոտ առաջանում են արական վերարտադրողական բջիջներ (սպերմատոզոիդներ), որոնց առաջացման գործընթացը կոչվում է սպերմատոգենեզ։

Գամետոգենեզը հաջորդական գործընթաց է, որը բաղկացած է մի քանի փուլերից՝ բջիջների վերարտադրություն, աճ և հասունացում: Սպերմատոգենեզի գործընթացը ներառում է նաև ձևավորման փուլ, որը բացակայում է օոգենեզի ժամանակ։

Գամետոգենեզի փուլերը

1. Վերարտադրման փուլ. Բջիջները, որոնցից հետագայում ձևավորվում են արական և իգական սեռական բջիջները, կոչվում են համապատասխանաբար սպերմատոգոնիա և օոգոնիա: Նրանք կրում են 2n2c քրոմոսոմների դիպլոիդ հավաքածու: Այս փուլում առաջնային սեռական բջիջները բազմիցս բաժանվում են միտոզով, ինչի արդյունքում նրանց թիվը զգալիորեն մեծանում է։ Սպերմատոգոնիաները վերարտադրվում են տղամարդու մարմնում վերարտադրողական ամբողջ ժամանակահատվածում: Օգոնիայի վերարտադրությունը հիմնականում տեղի է ունենում սաղմնային շրջանում։ Մարդկանց մոտ՝ կանացի մարմնի ձվարաններում, օոգոնիայի վերարտադրության գործընթացն առավել ինտենսիվ է տեղի ունենում ներարգանդային զարգացման 2-ից 5 ամիսների ընթացքում:

7-րդ ամսվա վերջում ձվաբջիջների մեծ մասը մտնում է մեյոզի I պրոֆազ։

Եթե ​​մեկ հապլոիդ հավաքածուում քրոմոսոմների թիվը նշվում է որպես n, իսկ ԴՆԹ-ի քանակը՝ c, ապա վերարտադրության փուլում գտնվող բջիջների գենետիկական բանաձևը համապատասխանում է 2n2c-ին մինչև միտոզի սինթետիկ շրջանը (երբ տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը) և 2n4c: դրանից հետո։

2. Աճի փուլ. Բջիջները մեծանում են և վերածվում առաջին կարգի սպերմատոցիտների և ձվաբջիջների (վերջիններս հասնում են հատկապես մեծ չափերի՝ դեղնուցի և սպիտակուցային հատիկների տեսքով սննդանյութերի կուտակման շնորհիվ)։ Այս փուլը համապատասխանում է մեյոզի I ինտերֆազին։ Այս ժամանակաշրջանի կարևոր իրադարձությունը ԴՆԹ-ի մոլեկուլների կրկնօրինակումն է քրոմոսոմների մշտական ​​քանակով։ Նրանք ձեռք են բերում երկշղթա կառուցվածք՝ բջիջների գենետիկական բանաձևն այս ժամանակահատվածում կարծես 2n4c է։

3. Հասունացման փուլ. Առաջանում են երկու հաջորդական բաժանումներ՝ ռեդուկցիոն (մեյոզ I) և հավասարումային (մեյոզ II), որոնք միասին կազմում են մեյոզը։ Առաջին բաժանումից հետո (մեյոզ I) ձևավորվում են երկրորդ կարգի սպերմատոցիտներ և ձվաբջիջներ (n2c գենետիկական բանաձևով), երկրորդ բաժանումից հետո (մեյոզ II)՝ սպերմատիդներ և հասուն ձվեր (nc բանաձևով) երեք ռեդուկցիոն մարմիններով. որոնք մահանում են և չեն մասնակցում վերարտադրության գործընթացին: Սա պահպանում է ձվի դեղնուցի առավելագույն քանակությունը։ Այսպիսով, հասունացման փուլի արդյունքում մեկ առաջին կարգի սերմնաբջիջը (2n4c բանաձևով) արտադրում է չորս սերմնաբջիջ (nc բանաձևով), իսկ մեկ առաջին կարգի ձվաբջիջը (2n4c բանաձևով) արտադրում է մեկ հասուն ձու (nc բանաձևով) և երեք նվազեցման մարմիններ. Օոգենեզի և սպերմատոգենեզի ընթացքում վերը նշված տարբերությունները ունեն որոշակի կենսաբանական նշանակություն՝ կապված արական և իգական սեռական բջիջների տարբեր ֆունկցիոնալ նպատակների հետ (ի լրումն գենետիկ տեղեկատվության փոխանցման): Ձվի ցիտոպլազմայում մեծ քանակությամբ պահուստային սննդանյութերի կուտակումն անհրաժեշտ է, քանի որ այս «հիմքի» վրա տեղի է ունենում դուստր օրգանիզմի զարգացումը բեղմնավորված ձվից։ Օոգենեզի ընթացքում բջիջների անհավասար բաժանումը ապահովում է մեծ ձվի ձևավորումը: Սերմնահեղուկի գործառույթն է գտնել ձվաբջիջը, ներթափանցել այն և հասցնել իր քրոմոսոմային հավաքածուն: Նրանց գոյությունը կարճատև է, և այդ պատճառով ցիտոպլազմում մեծ քանակությամբ նյութեր պահելու կարիք չկա։ Եվ քանի որ սերմնահեղուկը զանգվածաբար մահանում է ձվաբջիջ փնտրելու գործընթացում, դրանց հսկայական քանակություն է գոյանում։

Գամետոգենեզի պրոցեսի կենտրոնական իրադարձությունը քրոմոսոմների դիպլոիդ բազմության կրճատումն է (մեյոզի ժամանակ) և հապլոիդ գամետների ձևավորումը։

4. Ձևավորման փուլ, կամ սպերմիոգենեզ (միայն սպերմատոգենեզի ժամանակ): Այս գործընթացի արդյունքում յուրաքանչյուր անհաս սերմնահեղուկ վերածվում է հասուն սերմի (nc բանաձեւով)՝ ձեռք բերելով իրեն բնորոշ բոլոր կառուցվածքները։ Սպերմատիդի միջուկը դառնում է ավելի խիտ, առաջանում է քրոմոսոմների գերոլորում, որոնք դառնում են ֆունկցիոնալ իներտ։ Գոլջիի համալիրը շարժվում է դեպի միջուկի բևեռներից մեկը՝ ձևավորելով ակրոսոմա։ Ցենտրիոլները շտապում են դեպի միջուկի մյուս բևեռը, և նրանցից մեկը մասնակցում է դրոշակի ձևավորմանը։ Մեկ միտոքոնդրիոն պարուրվում է դրոշակի շուրջ: Սերմնահեղուկի գրեթե ամբողջ ցիտոպլազմը մերժվում է, ուստի սերմի գլուխը գրեթե չի պարունակում դրանցից ոչ մեկը:

Սերմնահեղուկը տղամարդու վերարտադրողական բջիջ է (գամետ): Այն ունի շարժվելու հատկություն, ինչը որոշակիորեն ապահովում է տարբեր սեռի գամետների հանդիպելու հնարավորությունը։ Սերմնահեղուկի չափսերը մանրադիտակային են. մարդու մոտ այս բջջի երկարությունը 50-70 միկրոն է (ամենամեծը տրիտոնում է՝ մինչև 500 մկմ): Բոլոր սերմնահեղուկները կրում են բացասական էլեկտրական լիցք, ինչը թույլ չի տալիս նրանց սերմնահեղուկի մեջ կպչել: Տղամարդկանց մոտ արտադրվող սերմնահեղուկների քանակը միշտ հսկայական է: Օրինակ՝ առողջ տղամարդու սերմնաժայթքումը պարունակում է մոտ 200 միլիոն սերմնաբջիջ (հովատն արտադրում է մոտ 10 միլիարդ սերմնաբջիջ):

Սերմի կառուցվածքը

Մորֆոլոգիայի առումով սերմնահեղուկը կտրուկ տարբերվում է մնացած բոլոր բջիջներից, սակայն դրանք պարունակում են բոլոր հիմնական օրգանելները։ Յուրաքանչյուր սերմնահեղուկ ունի գլուխ, պարանոց, միջանկյալ հատված և պոչ՝ դրոշակի տեսքով (նկ. 1): Գրեթե ամբողջ գլուխը լցված է միջուկով, որը կրում է ժառանգական նյութ՝ քրոմատինի տեսքով։ Գլխի առաջի վերջում (գագաթին) կա ակրոսոմա, որը ձևափոխված Գոլջիի կոմպլեքս է։ Այստեղ առաջանում է հիալուրոնիդազի ձևավորումը՝ ֆերմենտ, որն ունակ է քայքայել ձվի մեմբրանի մուկոպոլիսաքարիդները, ինչը հնարավորություն է տալիս սերմնահեղուկի ներթափանցումը ձվի մեջ։ Սերմի պարանոցի մեջ կա միտոքոնդրիոն, որն ունի պարուրաձև կառուցվածք։ Անհրաժեշտ է էներգիա առաջացնել, որը ծախսվում է սերմնահեղուկի ակտիվ շարժումների վրա դեպի ձվաբջիջ։ Սերմնաբջիջն իր էներգիայի մեծ մասը ստանում է ֆրուկտոզայի տեսքով, որով շատ հարուստ է սերմնաժայթքումը։ Ցենտրիոլը գտնվում է գլխի և պարանոցի սահմանին։ Դրոշակի խաչմերուկի վրա տեսանելի են 9 զույգ միկրոխողովակներ, ևս 2 զույգ կենտրոնում են։ Դրոշակը ակտիվ շարժման օրգանել է։ Սերմնահեղուկի մեջ արական գամետը զարգացնում է 5 սմ/ժ արագություն (որը, իր չափի համեմատ, մոտավորապես 1,5 անգամ ավելի արագ է, քան օլիմպիական լողորդի արագությունը):

Սերմի էլեկտրոնային մանրադիտակը պարզել է, որ գլխի ցիտոպլազմը ոչ թե կոլոիդային, այլ հեղուկ բյուրեղային վիճակ ունի։ Սա ապահովում է սերմնահեղուկի դիմադրողականությունը շրջակա միջավայրի անբարենպաստ պայմանների նկատմամբ (օրինակ՝ կանանց սեռական տրակտի թթվային միջավայրը): Հաստատվել է, որ սերմնահեղուկը ավելի դիմացկուն է իոնացնող ճառագայթման ազդեցությանը, քան չհասունացած ձվերը։

Կենդանական որոշ տեսակների սերմնահեղուկն ունի ակրոզոմային ապարատ, որը դուրս է արձակում երկար, բարակ թել՝ ձվաբջիջը բռնելու համար:

Հաստատվել է, որ սերմնահեղուկի թաղանթն ունի հատուկ ընկալիչներ, որոնք ճանաչում են ձվի կողմից արտազատվող քիմիական նյութերը։ Հետևաբար, մարդկային սերմնահեղուկը ունակ է ուղղորդված շարժվել դեպի ձու (սա կոչվում է դրական քիմոտաքսիս):

Բեղմնավորման ժամանակ ձվաբջիջը թափանցում է միայն սերմնահեղուկի գլուխը, որը կրում է ժառանգական ապարատը, իսկ մնացած մասերը մնում են դրսում։

Ձուն մեծ, անշարժ բջիջ է՝ սննդանյութերի պաշարով։ Իգական ձվի չափը 150-170 միկրոն է (շատ ավելի մեծ է, քան արական սպերմատոզոիդը, որի չափը 50-70 միկրոն է): Սնուցիչների գործառույթները բազմազան են. Կատարվում են.

1) սպիտակուցների կենսասինթեզի գործընթացների համար անհրաժեշտ բաղադրիչներ (ֆերմենտներ, ռիբոսոմներ, m-RNA, t-RNA և դրանց պրեկուրսորները).

2) հատուկ կարգավորող նյութեր, որոնք վերահսկում են ձվի հետ տեղի ունեցող բոլոր պրոցեսները, օրինակ՝ միջուկային մեմբրանի քայքայման գործոնը (մեյոտիկ բաժանման 1-ին պրոֆազը սկսվում է այս գործընթացով), այն գործոնը, որը սերմնահեղուկի միջուկը վերածում է միջուկի մինչև պառակտման փուլ, մետաֆազ II փուլերում մեյոտիկ բլոկի համար պատասխանատու գործոն և այլն;

3) դեղնուց, որը պարունակում է սպիտակուցներ, ֆոսֆոլիպիդներ, տարբեր ճարպեր, հանքային աղեր. Հենց նա է ապահովում սաղմի սնունդը սաղմնային շրջանում։

Ելնելով ձվի դեղնուցի քանակից՝ այն կարող է լինել ալեցիտալ, այսինքն՝ պարունակում է չնչին քանակությամբ դեղնուց, պոլի-, մեզո- կամ օլիգոլեցիտալ: Մարդու ձուն ալեցիտալ է։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ մարդու սաղմը շատ արագ սնուցման հիստոտրոֆ տեսակից անցնում է հեմատոտրոֆիկին։ Բացի այդ, մարդու ձուն իզոլեցիտալ է դեղնուցի բաշխմամբ. դեղնուցի չնչին քանակով այն հավասարաչափ բաշխված է բջջում, ուստի միջուկը հայտնվում է մոտավորապես կենտրոնում:

Ձուն ունի թաղանթներ, որոնք կատարում են պաշտպանիչ գործառույթներ, կանխում են մեկից ավելի սերմի ներթափանցումը ձվաբջիջ, նպաստում են սաղմի իմպլանտացիային արգանդի պատին և որոշում սաղմի առաջնային ձևը:

Ձուն սովորաբար ունի գնդաձև կամ թեթևակի ձգված ձև և պարունակում է այն բնորոշ օրգանելների մի շարք, որոնք ունեն ցանկացած բջիջ: Ինչպես մյուս բջիջները, ձուն սահմանազատված է պլազմային թաղանթով, սակայն արտաքինից այն շրջապատված է մուկոպոլիսաքարիդներից կազմված փայլուն թաղանթով (այն ստացել է իր անվանումն իր օպտիկական հատկությունների համար)։ Zona pellucida ծածկված է corona radiata կամ ֆոլիկուլային թաղանթով, որը ֆոլիկուլյար բջիջների միկրովիլիտն է։ Այն խաղում է պաշտպանիչ դեր և սնուցում է ձուն։

Ձվի բջիջը չունի ակտիվ շարժման ապարատ: 4-7 օրվա ընթացքում այն ​​ձվաբջջի միջով անցնում է արգանդի խոռոչ՝ մոտավորապես 10 սմ հեռավորության վրա։Ձվին բնորոշ է պլազմայի տարանջատումը։ Սա նշանակում է, որ բեղմնավորումից հետո ցիտոպլազմայի նման միատեսակ բաշխում տեղի է ունենում դեռևս չփշրված ձվի մեջ, այնպես որ հետագայում ապագա հյուսվածքների սկզբնական բջիջները ստանում են այն որոշակի կանոնավոր քանակությամբ:

Սեռական գործընթաց, կամ բեղմնավորում, կամ ամֆիմիքսիս(Հին հունարեն ἀμφι- - նախածանց փոխադարձության, երկակիության և μῖξις - շփոթության իմաստով), կամ սինգամիա- հապլոիդ սեռական բջիջների կամ գամետների միաձուլման գործընթացը, որը հանգեցնում է դիպլոիդ zygote բջիջի ձևավորմանը: Այս հայեցակարգը չպետք է շփոթել սեռական հարաբերության հետ (բազմաբջջային կենդանիների սեռական գործընկերների հանդիպումը):

Սեռական պրոցեսը բնականաբար տեղի է ունենում բոլոր օրգանիզմների կյանքի ցիկլում, որոնցում նշվում է մեյոզը: Մեյոզը հանգեցնում է քրոմոսոմների թվի կրկնակի կրճատման (դիպլոիդ վիճակից անցում դեպի հապլոիդ վիճակ), սեռական պրոցեսը հանգեցնում է քրոմոսոմների թվի վերականգնմանը (հապլոիդ վիճակից դիպլոիդ վիճակի անցում)։

Սեռական գործընթացի մի քանի ձև կա.

իզոգամիան- գամետները չափերով չեն տարբերվում միմյանցից, շարժուն են, դրոշակավոր կամ ամեոբոիդ;

անիսոգամիա (հետերոգամիա)- գամետները միմյանցից տարբերվում են չափսերով, սակայն գամետների երկու տեսակներն էլ (մակրոգամետներ և միկրոգամետներ) շարժուն են և ունեն դրոշակներ.

օոգամիա- գամետներից մեկը (ձու) շատ ավելի մեծ է, քան մյուսը, անշարժ, դրա ձևավորմանը տանող մեյոտիկ բաժանումները կտրուկ ասիմետրիկ են (չորս բջիջների փոխարեն ձևավորվում են մեկ ձու և երկու աբորտային «բևեռային մարմիններ»); մյուսը (սպերմատոզոիդը կամ սերմնահեղուկը) շարժուն է, սովորաբար դրոշակավոր կամ ամեոբոիդ:

Մեյոզը սեռական հասունացման գոտում բաժանում է բջիջները, որն ուղեկցվում է քրոմոսոմների թվի կրկնակի կրճատմամբ։ Այն բաղկացած է երկու հաջորդական բաժանումներից, որոնք ունեն նույն փուլերը, ինչ միտոզը։ Այնուամենայնիվ, ինչպես ցույց է տրված «Միտոզի և մեյոզի համեմատություն» աղյուսակում, առանձին փուլերի տևողությունը և դրանցում տեղի ունեցող գործընթացները էապես տարբերվում են միտոզի ընթացքում տեղի ունեցող գործընթացներից:

Այս տարբերությունները հիմնականում հետևյալն են.

Մեյոզում I պրոֆազն ավելի երկար է։ Նրանում տեղի է ունենում խոնարհում (հոմոլոգ քրոմոսոմների միացում) և գենետիկական տեղեկատվության փոխանակում։ Անաֆազ I-ում քրոմատիդները միասին պահող ցենտրոմերները չեն բաժանվում, և հոմոլոգմեյոզի միտոզից մեկը և նրա միտոզի փուլերը և ձվի քրոմոսոմները շարժվում են դեպի բևեռներ: Երկրորդ բաժանումից առաջ միջֆազը շատ կարճ է, որի ընթացքում ԴՆԹ-ն չի սինթեզվում։ Երկու մեյոտիկ բաժանումների արդյունքում ձևավորված բջիջները (հալիտները) պարունակում են քրոմոսոմների հապլոիդ (մեկ) հավաքածու։ Դիպլոդիան վերականգնվում է երկու բջիջների՝ մայրական և հայրական միաձուլմամբ։ Բեղմնավորված ձվաբջիջը կոչվում է zygote:

Միտոզը կամ անուղղակի բաժանումը բնության մեջ առավել տարածված է։ Միտոզը ընկած է բոլոր ոչ սեռականների բաժանման հիմքում բջիջները(էպիթելային, մկանային, նյարդային, ոսկրային և այլն): Միտոզը բաղկացած է չորս հաջորդական փուլերից (տե՛ս ստորև բերված աղյուսակը): Միտոզը ապահովում է, որ մայր բջջի գենետիկական տեղեկատվությունը հավասարաչափ բաշխված է դուստր բջիջների միջև: Բջիջների կյանքի ժամանակահատվածը երկու միտոզների միջև կոչվում է ինտերֆազ: Այն տասն անգամ ավելի երկար է, քան միտոզը։ Նրանում մի շարք շատ կարևոր գործընթացներ են տեղի ունենում մինչև բջիջների բաժանումը. ATP մոլեկուլները սինթեզվում են և սպիտակուցներ, յուրաքանչյուր քրոմոսոմ կրկնապատկվում է՝ ձևավորելով երկու քույր քրոմատիդներ, որոնք միասին պահվում են ընդհանուր ցենտրոմերով, և ցիտոպլազմայի հիմնական օրգանելների թիվը մեծանում է։

Պրոֆազում երկու քույր քրոմատիդներից բաղկացած քրոմոսոմները, որոնք իրար են պահվում ցենտրոմերով, պարուրաձև են և արդյունքում խտանում են։ Պրոֆազի վերջում միջուկային թաղանթը և միջուկները անհետանում են, և քրոմոսոմները ցրվում են ամբողջ բջջում, ցենտրիոլները շարժվում են դեպի բևեռները և ձևավորում spindle: Մետաֆազում տեղի է ունենում քրոմոսոմների հետագա պարույրացում։ Այս փուլում դրանք առավել հստակ տեսանելի են: Նրանց ցենտրոմերները գտնվում են հասարակածի երկայնքով։ Դրանց վրա ամրացված են լիսեռի թելերը։

Անաֆազում ցենտրոմերները բաժանվում են, քույր քրոմատիդներն առանձնանում են միմյանցից և ողնաշարի թելերի կծկման շնորհիվ շարժվում են դեպի բջջի հակառակ բևեռները։

Տելոֆազում ցիտոպլազմը բաժանվում է, քրոմոսոմները արձակվում են, և կրկին ձևավորվում են միջուկներ և միջուկային թաղանթներ։ Կենդանական բջիջներում ցիտոպլազմը միացված է իրար, բույսերի բջիջներում մայր բջջի կենտրոնում ձևավորվում է միջնապատ: Այսպիսով, մեկ օրիգինալ բջիջից (մոր) ձևավորվում է երկու նոր դուստր բջիջ:

Մեյոզ և միտոզ

Աղյուսակ - Միտոզի և մեյոզի համեմատություն

Բջջային ցիկլ- սա բջջի գոյության ժամանակաշրջանն է՝ նրա ձևավորման պահից՝ մայր բջիջը բաժանելով մինչև իր սեփական բաժանումը։

Բջջային ցիկլի տևողությունը էուկարիոտներ

Բջջային ցիկլի երկարությունը տարբեր բջիջների միջև տարբեր է: Հասուն օրգանիզմների արագ վերարտադրվող բջիջները, ինչպիսիք են էպիդերմիսի և բարակ աղիքի արյունաստեղծ կամ բազալ բջիջները, կարող են ներթափանցել բջջային ցիկլ յուրաքանչյուր 12-36 ժամը մեկ: Բջջային կարճ ցիկլեր (մոտ 30 րոպե) նկատվում են, երբ ձվերը արագորեն մանրացվում են: echinoderms, երկկենցաղներև այլ կենդանիներ։ Փորձարարական պայմաններում շատ բջջային կուլտուրայի գծեր ունեն կարճ բջջային ցիկլ (մոտ 20 ժամ): Ակտիվորեն բաժանվող բջիջների մեծ մասի համար՝ միջև ընկած ժամանակահատվածի տևողությունը միտոզներմոտավորապես 10-24 ժամ է:

Բջջային ցիկլի փուլերը էուկարիոտներ

Բջջային ցիկլէուկարիոտներ բաղկացած է երկու ժամանակաշրջանից.

Բջիջների աճի ժամանակաշրջան, որը կոչվում է « միջփուլ», որի ընթացքում տեղի է ունենում սինթեզ ԴՆԹԵվ սպիտակուցներև կատարվում է բջիջների բաժանման նախապատրաստում։

Բջիջների բաժանման ժամանակահատվածը, որը կոչվում է «փուլ M» (միտոզ բառից - միտոզ).

Ինտերֆազը բաղկացած է մի քանի շրջանից.

G 1 - փուլերը(ից Անգլերեն բացը- ընդմիջում), կամ փուլ նախնական աճ, որի ընթացքում տեղի է ունենում սինթեզ mRNA, սպիտակուցներ, այլ բջջային բաղադրիչներ;

S- փուլերը(ից Անգլերեն սինթեզ- սինթեզ), որի ընթացքում գնում էԴՆԹ-ի վերարտադրություն բջջային կորիզ , տեղի է ունենում նաև կրկնապատկում ցենտրիոլներ(եթե դրանք, իհարկե, կան):

G 2 - փուլ, որի ընթացքում նախապատրաստվում ենմիտոզ .

Տարբերակված բջիջներում, որոնք այլևս չեն բաժանվում, բջջային ցիկլում կարող է չլինել G 1 փուլ: Նման բջիջները հայտնաբերված են հանգստի փուլ Գ 0 .

Ժամանակաշրջանբջիջների բաժանում (փուլ M) ներառում է երկու փուլ.

-միտոզ(բջջային միջուկի բաժանում);

-ցիտոկինեզ(ցիտոպլազմային բաժանում):

Իր հերթին, միտոզ բաժանված է հինգ փուլերի.

Բջիջների բաժանման նկարագրությունը հիմնված է լուսային մանրադիտակի տվյալների վրա՝ միկրոկինային լուսանկարչության և արդյունքների հետ համատեղ լույսԵվ էլեկտրոնային մանրադիտակամրացված և ներկված բջիջներ:

Բջջային ցիկլի կարգավորում

Բջջային ցիկլի ժամանակաշրջանների փոփոխությունների բնական հաջորդականությունը տեղի է ունենում այդպիսիների փոխազդեցության միջոցով սպիտակուցներ, Ինչպես ցիկլինից կախված կինազներԵվ ցիկլիններ. Բջիջներ, որոնք գտնվում են G 0 փուլում, կարող են մտնել բջջային ցիկլ, երբ ենթարկվում են աճի գործոններ. Տարբեր աճի գործոններ, ինչպիսիք են թրոմբոցիտ, էպիդերմիկ, նյարդային աճի գործոն, կապված դրա հետ ընկալիչները, հրահրում է ներբջջային ազդանշանային կասկադ, որն ի վերջո հանգեցնում է արտագրություններ գեներ ցիկլիններԵվ ցիկլինից կախված կինազներ. Ցիկլինից կախված կինազներակտիվանալ միայն համապատասխանի հետ շփվելիս ցիկլիններ. Տարբեր բովանդակություն ցիկլիններՎ վանդակփոփոխությունները բջջային ցիկլի ընթացքում: Ցիկլինցիկլին-ցիկլին-կախյալ կինազային համալիրի կարգավորիչ բաղադրիչն է: Կինազանաև այս համալիրի կատալիտիկ բաղադրիչն է: Կինազներակտիվ չէ առանց ցիկլիններ. Բջջային ցիկլի տարբեր փուլերում սինթեզվում ենտարբեր ցիկլիններ. Այո, բովանդակություն ցիկլինԱղբարկղ ձվաբջիջներ գորտերըայս պահին հասնում է իր առավելագույնին միտոզերբ սկսվում է ռեակցիաների ամբողջ կասկադը ֆոսֆորիլացում, կատալիզացված ցիկլին B/ցիկլին-կախյալ կինազային համալիրով։ Միտոզի վերջում ցիկլինը արագորեն քայքայվում է պրոտեինազներով։

Բջջային ցիկլի անցակետեր

Բջջային ցիկլի յուրաքանչյուր փուլի ավարտը որոշելու համար անհրաժեշտ է անցակետերի առկայությունը: Եթե ​​բջիջը «անցնի» անցակետը, ապա այն շարունակում է «շարժվել» բջջային ցիկլով: Եթե ​​որոշ հանգամանքներ, ինչպիսիք են ԴՆԹ-ի վնասը, թույլ չեն տալիս բջիջն անցնել անցակետով, որը կարելի է համեմատել մի տեսակ անցակետի հետ, ապա բջիջը կանգ է առնում և բջջային ցիկլի մեկ այլ փուլ չի առաջանում, գոնե մինչև խոչընդոտները չվերացվեն։ , թույլ չտալով, որ խցն անցնի անցակետով։ Բջջային ցիկլում կա առնվազն չորս հսկիչ կետ՝ անցակետ G1-ում, որը ստուգում է անձեռնմխելի ԴՆԹ-ի առկայությունը նախքան S փուլ մտնելը, անցակետը S փուլում, որը ստուգում է ԴՆԹ-ի ճիշտ վերարտադրությունը, հսկիչ կետ G2-ում, որը ստուգում է բաց թողնված վնասվածքների առկայությունը: անցնելով նախորդ ստուգման կետերը կամ ձեռք բերվել բջջային ցիկլի հաջորդ փուլերում: G2 փուլում հայտնաբերվում է ԴՆԹ-ի վերարտադրության ամբողջականությունը, և բջիջները, որոնցում ԴՆԹ-ն քիչ է կրկնօրինակվում, չեն մտնում միտոզ: Ափի հավաքման անցակետում ստուգվում է, որ բոլոր կինետոխորները կցված են միկրոխողովակներին:

Բջջային ցիկլի խանգարումներ և ուռուցքի ձևավորում

P53 սպիտակուցի սինթեզի աճը հանգեցնում է p21 սպիտակուցի՝ բջջային ցիկլի արգելակիչի սինթեզի ինդուկտիվացման:

Բջջային ցիկլի նորմալ կարգավորման խախտումը պինդ ուռուցքների մեծ մասի պատճառն է: Բջջային ցիկլում, ինչպես արդեն նշվեց, անցակետեր անցնելը հնարավոր է միայն այն դեպքում, եթե նախորդ փուլերը նորմալ ավարտվեն և խափանումներ չլինեն։ Ուռուցքային բջիջները բնութագրվում են բջջային ցիկլի անցակետերի բաղադրիչների փոփոխություններով: Երբ բջջային ցիկլի հսկիչ կետերն ապաակտիվացված են, նկատվում է որոշ ուռուցքային ճնշողների և պրոօնկոգենների դիսֆունկցիա, մասնավորապես. p53, pRb, MycԵվ Ռաս. P53 սպիտակուցը տրանսկրիպցիոն գործոններից մեկն է, որը սկսում է սպիտակուցի սինթեզը p21, որը CDK-cyclin համալիրի արգելակիչն է, որը հանգեցնում է բջջային ցիկլի դադարեցմանը G1 և G2 ժամանակաշրջաններում: Այսպիսով, բջիջը, որի ԴՆԹ-ն վնասված է, չի մտնում S փուլ: Մուտացիաներով, որոնք հանգեցնում են p53 սպիտակուցի գեների կորստին, կամ դրանց փոփոխություններով, բջջային ցիկլի խցանումը տեղի չի ունենում, բջիջները մտնում են միտոզ, ինչը հանգեցնում է մուտանտի բջիջների առաջացմանը, որոնցից շատերը ոչ կենսունակ են, իսկ մյուսները՝ առաջանում: դեպի չարորակ բջիջներ.

Բջիջների բաժանում

Բոլոր բջիջները հայտնվում են ծնող բջիջների բաժանմամբ: Բջիջների մեծ մասն ունի բջջային ցիկլ, որը բաղկացած է երկու հիմնական փուլերից՝ ինտերֆազ և միտոզ:

Ինտերֆազբաղկացած է երեք փուլից. Ծնվելուց հետո 4-8 ժամվա ընթացքում բջիջը մեծացնում է իր զանգվածը: Որոշ բջիջներ (օրինակ՝ ուղեղի նյարդային բջիջները) ընդմիշտ մնում են այս փուլում, իսկ մյուսները կրկնապատկում են իրենց քրոմոսոմային ԴՆԹ-ն 6-9 ժամվա ընթացքում։ Երբ բջիջների զանգվածը կրկնապատկվում է, այն սկսվում է միտոզ.

Ընթացքի մեջ է անաֆազքրոմոսոմները շարժվում են դեպի բջջի բևեռները: Երբ քրոմոսոմները հասնում են բևեռներին, այն սկսվում է տելոֆազ. Բջիջը հասարակածային հարթությունում բաժանվում է երկու մասի, spindle թելերը ոչնչացվում են, և քրոմոսոմների շուրջ ձևավորվում են միջուկային թաղանթներ։ Յուրաքանչյուր դուստր բջիջ ստանում է քրոմոսոմների իր հավաքածուն և վերադառնում միջֆազային փուլ: Ամբողջ գործընթացը տևում է մոտ մեկ ժամ:

Միտոզի գործընթացը կարող է տարբեր լինել՝ կախված բջիջի տեսակից: Բուսական բջիջում ցենտրիոլներ չկան, թեև ձևավորվում է spindle: Սնկային բջիջներում միտոզը տեղի է ունենում միջուկի ներսում, միջուկային թաղանթը չի քայքայվում:

Բջիջների բաժանման համար քրոմոսոմների առկայությունը պարտադիր պայման չէ։ Մյուս կողմից, մեկ կամ մի քանի միտոզներ կարող են կանգ առնել տելոֆազի փուլում, ինչը հանգեցնում է բազմամիջուկային բջիջների (օրինակ, որոշ ջրիմուռների):

Միտոզով բազմացումը կոչվում է անսեռ կամ վեգետատիվ, ինչպես նաև կլոնավորում. Միտոզում ծնող և դուստր բջիջների գենետիկական նյութը նույնական է:

Մեյոզ, ի տարբերություն միտոզի, կարևոր տարր է սեռական վերարտադրություն. Մեյոզը արտադրում է բջիջներ, որոնք պարունակում են միայն մեկ քրոմոսոմներ, ինչը հնարավոր է դարձնում երկու ծնողների սեռական բջիջների (գամետների) հետագա միաձուլումը: Ըստ էության, մեյոզը միտոզի տեսակ է: Այն ներառում է երկու հաջորդական բջիջների բաժանումներ, սակայն քրոմոսոմները կրկնօրինակվում են միայն այս բաժանումներից առաջինում: Մեյոզի կենսաբանական էությունը քրոմոսոմների թիվը կիսով չափ կրճատելն է և հապլոիդ գամետների ձևավորումը (այսինքն՝ մեկ քրոմոսոմներով գամետներ)։

Կենդանիների մոտ մեյոտիկ բաժանման արդյունքում առաջանում են չորս գամետներ. Եթե ​​տղամարդու վերարտադրողական բջիջները մոտավորապես նույն չափն ունեն, ապա երբ ձվերը ձևավորվում են, ցիտոպլազմայի բաշխումը տեղի է ունենում շատ անհավասար. Այս փոքր բջիջները ծառայում են միայն ավելորդ գենետիկական նյութը տեղավորելու համար։

Արական և էգ գամետները միաձուլվում են և ձևավորվում են zygote. Այս դեպքում քրոմոսոմային հավաքածուները միավորվում են (այս գործընթացը կոչվում է սինգամիա), որի արդյունքում զիգոտում վերականգնվում է քրոմոսոմների կրկնակի հավաքածու՝ յուրաքանչյուր ծնողից մեկը։ Քրոմոսոմների պատահական տարանջատումը և հոմոլոգ քրոմոսոմների միջև գենետիկական նյութի փոխանակումը հանգեցնում են գեների նոր համակցությունների առաջացմանը՝ մեծացնելով գենետիկական բազմազանությունը։ Ստացված զիգոտը վերածվում է անկախ օրգանիզմի։

Վերջերս փորձեր են իրականացվել նույն կամ տարբեր տեսակների բջիջների արհեստական ​​միաձուլման վերաբերյալ։ Բջիջների արտաքին մակերեսները սոսնձվել են, և նրանց միջև եղած թաղանթը ոչնչացվել է։ Այս կերպ հնարավոր է եղել ստանալ մկան ու հավի, մարդու ու մկան հիբրիդային բջիջներ։ Սակայն հետագա բաժանումների ժամանակ բջիջները կորցրել են տեսակներից մեկի քրոմոսոմների մեծ մասը։

Այլ փորձերի ժամանակ բջիջը բաժանվել է բաղադրիչների, ինչպիսիք են միջուկը, ցիտոպլազմը և թաղանթը։ Այնուհետև տարբեր բջիջների բաղադրիչները նորից հավաքվեցին, ինչի արդյունքում ստացվեց կենդանի բջիջ, որը կազմված էր տարբեր տեսակի բջիջների բաղադրիչներից: Սկզբունքորեն, արհեստական ​​բջիջների հավաքման փորձերը կարող են լինել կյանքի նոր ձևերի ստեղծման առաջին քայլը: