Pagkakaiba sa pagitan ng meiosis 1 at mitosis. Mga pagkakaiba sa pagitan ng mitosis at meiosis. Ang mga layunin ng mga prosesong ito, ang kanilang mga pangunahing yugto. Ano ang mitosis

Kapag inihambing ang mitosis at meiosis, sa isang banda, ang mga pagkakatulad ng mga prosesong ito ay ipinahayag, at sa kabilang banda, ang mga pagkakaiba. Ang parehong mga proseso ay mga mekanismo ng eukaryotic cell division at humantong sa isang pagtaas sa bilang ng mga cell. Gayunpaman, ang mitosis ay nagsisilbi para sa pagpaparami ng mga somatic cells, ibig sabihin, mga cell ng katawan ng organismo mismo, habang ang meiosis ay sumasailalim sa pagbuo ng mga cell ng mikrobyo. Sa unang kaso, ang paglago ng organismo mismo ay nangyayari, sa pangalawa, ang posibilidad ng sekswal na pagpaparami ay natiyak.

Ang mga cell na pumapasok sa parehong mitotic at meiotic division ay magkapareho sa dami ng namamana na impormasyon. Ang parehong mga kaso ay naglalaman ng isang diploid na hanay ng mga chromosome, at ang bawat chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids. Sa madaling salita, ang mga cell ay naglalaman ng 2n 4c (mga pares ng homologous chromosome o tetrads ng homologous chromatids). Ang interphase bago ang meiosis at mitosis ay halos pareho.

Ang pinakamahalagang pagkakaiba ng meiosis ay ang pagbawas sa bilang ng mga chromosome sa mga anak na selula ng kalahati. Dahil dito, ang meiosis ay tinatawag ding reduction division. Sa kaso ng mitosis, ang dami ng genetic na impormasyon sa mga cell ng anak na babae ay nananatiling pareho sa cell ng ina.

Ang Meiosis ay nangyayari sa dalawang dibisyon. Pagkatapos ng unang dibisyon, dalawang selula ang nabuo. Ang halaga ng namamana na impormasyon sa mga ito ay nabawasan sa 1n 2c. Iyon ay, ang mga homologous chromosome ay nagkakalat sa iba't ibang mga cell, ngunit patuloy na binubuo ng dalawang chromatids. Ang dalawang anak na cell na ito ay pumapasok sa pangalawang dibisyon, na nagreresulta sa pagbuo ng apat na mga selula na ang mga chromosome ay walang mga homologous na kasosyo at binubuo lamang ng isang chromatid (1n 1c).

Ang mitosis ay nangyayari sa isang dibisyon. Ang resulta nito ay dalawang cell na may dami ng genetic na impormasyon na katumbas ng 2n 2c, ibig sabihin, ang bawat chromosome ay may homologous one, ngunit ang lahat ng chromosome ay binubuo ng isang chromatid.

Ang mitosis ay gumagawa ng genetically identical na mga cell. Sa kaibahan, ang meiosis ay gumagawa ng apat na genetically non-identical na mga cell. Sa panahon ng unang meiotic division, nangyayari ang pagtawid, ibig sabihin, ang pagpapalitan ng mga seksyon sa pagitan ng mga homologous chromosome. Bilang resulta, ang mga gene ay muling pinagsama. Mayroon ding independiyenteng divergence ng mga chromosome at chromatids sa parehong mga dibisyon. Nangangahulugan ito na ang bawat chromosome o chromatid ay maaaring mapunta sa isang cell sa iba't ibang kumbinasyon sa iba.

Ang pangalawang meiotic division ay katulad ng mekanismo sa nag-iisang mitotic division. Sa parehong mga kaso, ang mga chromatid ng mga chromosome ay naghihiwalay sa mga pole at naghihiwalay sa panahon ng anaphase.

Ang mga yugto ng parehong mitosis at meiosis ay may parehong mga pangalan (prophase, metaphase, anaphase, telophase), at ang mga prosesong nagaganap sa mga ito ay halos magkapareho. Sa meiosis, na may kaugnayan sa dalawang dibisyon, ang prophase I, metaphase I, atbp. ay nakikilala, pagkatapos nito ang prophase II, atbp. Sa pagitan ng dalawang dibisyon ay mayroong isang maikling interphase, na tinatawag na interkinesis. Maaaring masyadong mahaba ang prophase I, kung saan nangyayari ang conjugation at crossing over ng mga chromosome. Samakatuwid, ang meiosis ay tumatagal ng mas mahaba kaysa sa mitosis.

Uri ng aralin: paglalahat ng aralin.

Anyo ng aralin: praktikal na aralin.

  • patuloy na bumuo ng pananaw sa mundo ng mga mag-aaral tungkol sa pagpapatuloy ng buhay;
  • ipakilala ang kemikal at biyolohikal na pagkakaiba sa pagitan ng mga prosesong nagaganap sa selula sa panahon ng mitosis at meiosis;
  • bumuo ng kakayahang patuloy na ayusin ang mga proseso ng mitosis at meiosis;
  • bumuo ng mga kasanayan sa comparative analysis ng mga proseso ng cell division;

1. pang-edukasyon:

a) i-update ang kaalaman ng mga mag-aaral tungkol sa iba't ibang uri ng cell division (mitosis, amitosis, meiosis);

b) bumuo ng isang ideya ng mga pangunahing pagkakapareho at pagkakaiba sa pagitan ng mga proseso ng mitosis at meiosis, ang kanilang biological na kakanyahan;

2. pang-edukasyon: bumuo ng nagbibigay-malay na interes sa impormasyon mula sa iba't ibang larangan ng agham;

3. pagbuo:

a) bumuo ng mga kasanayan sa pagtatrabaho sa iba't ibang uri ng impormasyon at paraan ng paglalahad nito;

b) patuloy na magtrabaho sa pagbuo ng mga kasanayan upang pag-aralan at paghambingin ang mga proseso ng paghahati ng cell;

Kagamitang pang-edukasyon: computer na may multimedia projector, modelo ng application na "Cell division. Mitosis at meiosis" (demonstration at distribution kit); talahanayan “Mitosis. Meiosis".

Istraktura ng aralin (ang aralin ay idinisenyo para sa isang akademikong oras, na isinasagawa sa isang silid-aralan ng biology na may isang multimedia projector, na idinisenyo para sa 10th grade chemical at biological profile). Maikling lesson plan:

1. sandali ng organisasyon (2 min);

2. pag-update ng kaalaman, mga pangunahing termino at konsepto na may kaugnayan sa mga proseso ng cell division (8 min);

3. paglalahat ng kaalaman tungkol sa mga proseso ng mitosis at meiosis (13 min);

4. praktikal na gawain “Mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng mitosis at meiosis (15 min);

Pagsasama-sama ng kaalaman sa paksang pinag-aralan (5 min);

Takdang-Aralin (2 min).

Mga detalyadong tala ng aralin:

1. sandali ng organisasyon. Pagpapaliwanag ng layunin ng aralin, lugar nito sa paksang pinag-aaralan, mga tampok ng pagpapatupad nito.

2. pag-update ng kaalaman, mga pangunahing termino at konsepto na nauugnay sa mga proseso ng paghahati ng cell: - paghahati ng cell;

3. paglalahat ng kaalaman tungkol sa mga proseso ng paghahati ng cell:

3.1. Mitosis:

Pagpapakita ng interactive na modelo na "Mitosis";

Praktikal na gawain sa modelo ng aplikasyon na "Mitosis" (mga handout para sa bawat mag-aaral, pagsasanay sa kakayahan ng mga mag-aaral na ipakita ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso ng mitosis);

Paggawa gamit ang modelo ng application na "Mitosis" (demonstration kit, pagsuri sa mga resulta ng praktikal na trabaho)

Pag-uusap tungkol sa mga yugto ng mitosis:

Yugto ng mitosis,hanay ng mga chromosome(n-chromosome, c - DNA) Pagguhit Mga katangian ng yugto, pag-aayos ng mga kromosom
Prophase Pagbuwag ng mga nukleyar na lamad, pagkakaiba-iba ng mga centriole sa iba't ibang mga pole ng cell, pagbuo ng mga filament ng spindle, "pagkawala" ng nucleoli, condensation ng bichromatid chromosomes.
Metaphase Pag-aayos ng pinakamaraming condensed bichromatid chromosomes sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), attachment ng spindle filament sa isang dulo sa centrioles, ang isa sa centromeres ng chromosomes.
Anaphase Ang paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatid at ang divergence ng mga kapatid na chromatid na ito sa magkasalungat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independiyenteng single-chromatid chromosome).
Telofase Decondensation ng chromosomes, pagbuo ng nuclear membranes sa paligid ng bawat pangkat ng chromosome, disintegration ng spindle thread, hitsura ng nucleolus, dibisyon ng cytoplasm (cytotomy). Ang cytotomy sa mga selula ng hayop ay nangyayari dahil sa cleavage furrow, sa mga cell ng halaman - dahil sa cell plate.

3.2. Meiosis.

Pagpapakita ng interactive na modelo na "Meiosis"

Praktikal na gawain sa modelo ng aplikasyon na "Meiosis" (mga handout para sa bawat mag-aaral, pagsasanay sa kakayahan ng mga mag-aaral na ipakita ang pagkakasunud-sunod ng mga proseso ng meiosis);

Paggawa gamit ang modelo ng application na "Meiosis" (demonstration kit, pagsuri sa mga resulta ng praktikal na trabaho)

Pag-uusap tungkol sa mga yugto ng meiosis:

yugto ng Meiosis,hanay ng mga chromosome(n - chromosomes,
c - DNA)
Pagguhit Mga katangian ng yugto, pag-aayos ng mga kromosom
Prophase 1
2n4c
Pagbuwag ng mga nuclear membrane, divergence ng centrioles sa iba't ibang pole ng cell, pagbuo ng spindle filament, "pagkawala" ng nucleoli, condensation ng bichromatid chromosomes, conjugation ng homologous chromosomes at crossing over.
Metaphase 1
2n4c
Pag-aayos ng mga bivalents sa equatorial plane ng cell, attachment ng spindle filament sa isang dulo sa centrioles, ang isa pa sa centromeres ng chromosomes.
Anaphase 1
2n4c
Random na independiyenteng divergence ng bichromatid chromosomes sa magkatapat na pole ng cell (mula sa bawat pares ng homologous chromosome, isang chromosome ang papunta sa isang pole, ang isa sa isa), recombination ng chromosomes.
Telofase 1
sa parehong mga cell 1n2c
Ang pagbuo ng mga nuclear membrane sa paligid ng mga grupo ng bichromatid chromosome, dibisyon ng cytoplasm.
Prophase 2
1n2c
Pagbuwag ng mga nukleyar na lamad, pagkakaiba-iba ng mga centriole sa iba't ibang mga pole ng cell, pagbuo ng mga filament ng spindle.
Metaphase 2
1n2c
Pag-aayos ng mga bichromatid chromosome sa equatorial plane ng cell (metaphase plate), pagkakabit ng mga spindle thread sa isang dulo sa centrioles, ang isa sa centromeres ng chromosomes.
Anaphase 2
2n2c
Ang paghahati ng dalawang-chromatid chromosome sa mga chromatid at ang divergence ng mga sister chromatids na ito sa magkasalungat na pole ng cell (sa kasong ito, ang mga chromatid ay nagiging independiyenteng single-chromatid chromosome), recombination ng mga chromosome.
Telofase 2
sa parehong mga cell 1n1c

Kabuuan
4 hanggang 1n1c

Decondensation ng chromosomes, pagbuo ng nuclear membranes sa paligid ng bawat pangkat ng chromosome, disintegration ng spindle thread, hitsura ng nucleolus, dibisyon ng cytoplasm (cytotomy) na may pagbuo ng dalawa, at sa huli parehong meiotic divisions - apat na haploid cells.

Pag-uusap tungkol sa pagbabago ng formula ng cell nucleus

Pagtalakay tungkol sa mga resulta ng meiosis:

ang isang haploid mother cell ay gumagawa ng apat na haploid daughter cells

Pag-uusap tungkol sa kahulugan ng meiosis: A)nagpapanatili ng pare-parehong bilang ng mga chromosome ng isang species mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon (ang diploid na hanay ng mga chromosome ay naibabalik sa bawat oras sa panahon ng pagpapabunga bilang resulta ng pagsasanib ng dalawang haploid gametes;

b) ang meiosis ay isa sa mga mekanismo para sa paglitaw ng hereditary variability (combinative variability);

4. Praktikal na gawain "Paghahambing ng mitosis at meiosis" gamit ang pagtatanghal na "Mitosis at meiosis. Paghahambing na pagsusuri” (tingnan ang Appendix 1)

Ang mga mag-aaral ay may mga talahanayan ng takdang-aralin:

Paggawa ng mga pagkakatulad sa pagitan ng mitosis at meiosis:

Paggawa ng mga pangkalahatang pagkakaiba sa pagitan ng mitosis at meiosis (na may maliliit na paglilinaw sa mga yugto ng paghahati):

Paghahambing Mitosis Meiosis
Pagkakatulad 1.Magkaroon ng parehong mga yugto ng paghahati.
2. Bago ang mitosis at meiosis, nangyayari ang self-duplication ng mga molekula ng DNA sa mga chromosome (reduplication) at spiralization ng mga chromosome.
Mga Pagkakaiba 1. Isang dibisyon. 1. Dalawang magkasunod na dibisyon.
2. Sa metaphase, ang lahat ng mga dobleng chromosome ay magkakahiwalay na pumila sa kahabaan ng ekwador.
3. Walang banghay 3. May banghay
4. Ang pagdoble ng mga molekula ng DNA ay nangyayari sa interphase, na naghihiwalay sa dalawang dibisyon. 4. Sa pagitan ng una at ikalawang dibisyon ay walang interphase at walang duplikasyon ng mga molekulang DNA na nagaganap.
5. Dalawang diploid cell (somatic cells) ang nabuo. 5. Apat na haploid cells (sex cells) ang nabuo.
6.Nangyayari sa somatic cells 6. nangyayari sa mga namumuong selula ng mikrobyo
7. Pinagbabatayan ang asexual reproduction 7. Pinagbabatayan ang sekswal na pagpaparami

5. Pag-aayos ng materyal.

Pagkumpleto ng gawain ng bahagi B ng Pinag-isang Estado na pagsusulit na materyales.

Itugma ang mga natatanging katangian at uri ng paghahati ng cell:

Mga natatanging katangian Mga uri ng paghahati ng cell

1. Isang dibisyon ang nagaganap A) mitosis
2. Ang mga homologous na dobleng chromosome ay nakaayos sa kahabaan ng ekwador nang pares (bivalents).
3. Walang banghay B) meiosis
4. Nagpapanatili ng pare-parehong bilang ng mga chromosome ng isang species mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon
5. Dalawang magkasunod na dibisyon.
6. Ang pagdoble ng mga molekula ng DNA ay nangyayari sa interphase, na naghihiwalay sa dalawang dibisyon
7. Apat na haploid cells (sex cells) ang nabuo.
8. Sa pagitan ng una at ikalawang dibisyon ay walang interphase at walang pagdodoble ng mga molekula ng DNA na nagaganap.
9. May banghay
10. Dalawang diploid cell (somatic cells) ang nabuo
11. Sa metaphase, ang lahat ng nadobleng chromosome ay magkakahiwalay na nakahanay sa kahabaan ng ekwador

12. Nagbibigay ng asexual reproduction, pagbabagong-buhay ng mga nawawalang bahagi, pagpapalit ng cell sa mga multicellular na organismo

13. Tinitiyak ang katatagan ng karyotype ng mga somatic cells sa buong buhay
14. Ay isa sa mga mekanismo para sa paglitaw ng hereditary variability (combinative variability;

6. Takdang-Aralin:

Punan ang talahanayan na "Paghahambing ng mitosis at meiosis" sa isang kuwaderno

Ulitin ang materyal tungkol sa mitosis at meiosis (mga detalye tungkol sa mga yugto)

29.30 (V.V. Pasechnik); 19.22 pp. 130-134 (G.M. Dymshits)

Maghanda ng talahanayan "Mga paghahambing na katangian ng pag-unlad ng mitosis at meiosis"

Mga paghahambing na katangian ng mitosis at meiosis

Mga yugto ng cell cycle, ang kinalabasan nito Mitosis Meiosis
dibisyon ko II dibisyon
Interphase: synthesis ng DNA, RNA, ATP, protina, pagtaas

bilang ng mga organelles,

pagkumpleto ng pangalawang chromatid ng bawat chromosome

Prophase:

a) chromosome spiralization

b) pagkasira ng nuclear shell; c) pagkasira ng nucleoli; d) pagbuo ng mitotic apparatus: divergence ng centrioles sa mga pole ng cell, pagbuo ng division spindle

Metaphase:

a) pagbuo ng ekwador na plato - ang mga kromosom ay nakahanay nang mahigpit sa kahabaan ng ekwador ng selula;

b) attachment ng spindle filament sa sentromere;

c) patungo sa dulo ng metaphase - ang simula ng paghihiwalay ng mga kapatid na chromatids

Anaphase:

a) pagkumpleto ng paghihiwalay ng mga kapatid na chromatids;

b) pagkakaiba-iba ng mga chromosome sa mga pole ng cell

Telofase- pagbuo ng mga anak na selula:

a) pagkasira ng mitotic apparatus; b) paghihiwalay ng cytoplasm; c) despiralization ng chromosomes;

Bibliograpiya:

1. I.N. Pimenov, A.V. Pimenov - Mga Lektura sa pangkalahatang biology - Saratov, JSC Publishing House Lyceum, 2003.

2. Pangkalahatang biology: isang aklat-aralin para sa mga baitang 10-11 na may malalim na pag-aaral ng biology sa paaralan / Ed. V.K. Shumny, G.M. Dymshits, A.O. Ruvinsky. – M., “Enlightenment”, 2004.

3. N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biology: sa 3 volume. T.3.: trans. mula sa English/Ed. R. Soper. – M., “Mir”, 1993

4. T.L. Bogdanova, E.A. Solodova - Biology: isang reference na libro para sa mga mag-aaral sa high school at mga aplikante sa mga unibersidad - M., "AST-PRESS SCHOOL", 2004.

5. D.I. Mamontov - Open biology: isang kumpletong interactive na kurso sa biology (sa CD) - "Physicon", 2005

Ang lahat ng nabubuhay na bagay ay may cellular na istraktura. Ang mga cell ay nabubuhay: lumalaki, umunlad at nahahati. Ang kanilang paghahati ay maaaring mangyari sa iba't ibang paraan: sa proseso ng mitosis o meiosis. Ang parehong mga pamamaraan ay may parehong mga yugto ng paghahati; ang mga prosesong ito ay nauuna sa pamamagitan ng spiralization ng mga chromosome at independiyenteng pagdodoble ng mga molekula ng DNA sa kanila. Tingnan natin ang pagkakaiba sa pagitan ng mitosis at meiosis.

Mitosis ay isang unibersal na paraan ng hindi direktang paghahati ng mga selula na may nucleus, iyon ay, mga selula ng hayop, halaman, at fungal. Ang salitang "mitosis" ay nagmula sa Griyegong "mitos", na nangangahulugang "thread". Tinatawag din itong vegetative propagation o cloning.

Meiosis- Ito rin ay isang paraan ng paghahati ng mga katulad na selula, ngunit ang bilang ng mga chromosome sa panahon ng meiosis ay hinahati. Ang batayan para sa pinagmulan ng pangalang "meiosis" ay ang salitang Griyego na "meyosis", iyon ay, "pagbawas".

Ang proseso ng paghahati sa panahon ng mitosis at meiosis

Sa panahon ng proseso ng mitosis, ang bawat chromosome ay nahahati sa dalawang anak na chromosome at ipinamahagi sa dalawang bagong nabuong mga cell. Ang buhay ng mga nagresultang selula ay maaaring umunlad sa iba't ibang paraan: ang dalawa ay maaaring magpatuloy sa paghahati, isang cell lamang ang higit na nahahati, habang ang isa ay nawawala ang kakayahang ito, ang parehong mga cell ay nawalan ng kakayahang hatiin.

Ang Meiosis ay binubuo ng dalawang dibisyon. Sa unang dibisyon, ang bilang ng mga chromosome ay nagiging kalahati; ang isang diploid cell ay gumagawa ng dalawang haploid cells, na ang bawat chromosome ay naglalaman ng dalawang chromatids. Sa pangalawang dibisyon, ang bilang ng mga chromosome ay hindi bumababa; apat na cell lamang na may mga chromosome ang nabuo, bawat isa ay naglalaman ng isang chromatid.

Conjugation

Sa panahon ng proseso ng meiosis, ang pagsasanib ng mga homologous chromosome ay nangyayari sa unang dibisyon; sa panahon ng mitosis, ang anumang uri ng pagpapares ay wala.

Pumipila

Sa panahon ng proseso ng mitosis, ang mga dobleng chromosome ay nakahanay nang magkahiwalay sa kahabaan ng ekwador, habang sa panahon ng meiosis, ang isang katulad na pagkakahanay ay nangyayari sa mga pares.

Ang resulta ng proseso ng paghahati

Bilang resulta ng mitosis, nabuo ang dalawang somatic diploid cells. Ang pinakamahalagang aspeto ng prosesong ito ay ang namamana na mga kadahilanan ay hindi nagbabago sa panahon ng paghahati.

Ang resulta ng meiosis ay ang hitsura ng apat na sekswal na haploid na mga selula, ang pagmamana nito ay nabago.

Pagpaparami

Ang Meiosis ay nangyayari sa mga namumuong selula ng mikrobyo at ito ang batayan ng sekswal na pagpaparami.

Ang mitosis ay ang batayan para sa asexual reproduction ng somatic cells, at ito ang tanging paraan para sa kanilang self-regeneration.

Biological na kahalagahan

Sa panahon ng proseso ng meiosis, ang isang pare-parehong bilang ng mga chromosome ay pinananatili at, bilang karagdagan, ang mga bagong koneksyon ng namamana na mga hilig ay lilitaw sa mga chromosome.

Sa panahon ng mitosis, ang mga chromosome ay nadoble sa panahon ng kanilang paayon na paghahati, na pantay na ipinamamahagi sa mga cell ng anak na babae. Ang dami at kalidad ng orihinal na impormasyon ay hindi nagbabago at ganap na napanatili.

Ang Mitosis ay ang batayan para sa indibidwal na pag-unlad ng lahat ng mga multicellular na organismo.

Website ng mga konklusyon

  1. Ang mitosis at meiosis ay mga paraan ng paghahati ng mga selula na naglalaman ng nucleus.
  2. Ang mitosis ay nangyayari sa somatic cells, meiosis sa reproductive cells.
  3. Ang mitosis ay nagsasangkot ng isang cell division, habang ang meiosis ay nagsasangkot ng paghahati sa dalawang yugto.
  4. Bilang resulta ng meiosis, ang bilang ng mga chromosome ay bumababa ng 2 beses; sa panahon ng mitosis, ang orihinal na bilang ng mga chromosome sa mga cell ng anak na babae ay napanatili.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng meiosis at mitosis batay sa mga resulta

1. Pagkatapos ng mitosis, dalawang cell ang nakuha, at pagkatapos ng meiosis, apat na cell ang nakuha.

2. Pagkatapos ng mitosis, ang mga somatic cell (mga cell ng katawan) ay nakuha, at pagkatapos ng meiosis, ang mga cell ng mikrobyo ay nakuha (gametes - tamud at mga itlog; sa mga halaman, pagkatapos ng meiosis, ang mga spores ay nakuha).

3. Pagkatapos ng mitosis, ang mga magkaparehong selula (mga kopya) ay nakuha, at pagkatapos ng meiosis, ang iba't ibang mga selula ay nakuha (ang recombination ng namamana na impormasyon ay nangyayari).

4. Pagkatapos ng mitosis, ang bilang ng mga chromosome sa mga cell ng anak na babae ay nananatiling pareho tulad ng sa ina, at pagkatapos ng meiosis ay bumababa ito ng 2 beses (nababawasan ang bilang ng mga chromosome; kung wala ito, pagkatapos ng bawat pagpapabunga ang bilang magdodoble ang mga chromosome; tinitiyak ng alternation reduction at fertilization ang constancy ng bilang ng chromosome).

Mga pagkakaiba sa pagitan ng meiosis at mitosis sa daan

1. Sa mitosis mayroong isang dibisyon, at sa meiosis mayroong dalawa (dahil dito, 4 na mga cell ang nakuha).

2. Sa prophase ng unang dibisyon ng meiosis, nangyayari ang conjugation (close proximity ng homologous chromosomes) at crossing over (exchange of sections of homologous chromosomes), ito ay humahantong sa recombination (recombination) ng namamana na impormasyon.

3. Sa anaphase ng unang dibisyon ng meiosis, ang independiyenteng pagkakaiba-iba ng mga homologous chromosome ay nangyayari (bichromatid chromosomes diverge sa pole ng cell). Ito ay humahantong sa recombination at pagbabawas.

4. Sa interphase sa pagitan ng dalawang dibisyon ng meiosis, hindi nangyayari ang pagdodoble ng chromosome, dahil doble na sila.

Ang ikalawang dibisyon ng meiosis ay hindi naiiba sa mitosis. Tulad ng sa mitosis, sa anaphase II ng meiosis, ang mga solong kapatid na chromosome (dating chromatids) ay naghihiwalay sa mga cell pole.

11. Mga yugto ng pagbuo ng gamete, istraktura ng tamud, istraktura ng itlog.

Ang Gametogenesis ay ang proseso ng pagbuo ng mga selula ng mikrobyo. Ito ay nangyayari sa mga gonad - ang mga gonad (sa mga ovary sa mga babae at sa mga testes sa mga lalaki). Ang gametogenesis sa katawan ng isang babaeng indibidwal ay bumababa sa pagbuo ng mga babaeng germ cell (mga itlog) at tinatawag na oogenesis. Sa mga lalaki, ang mga male reproductive cell (spermatozoa) ay lumitaw, ang proseso ng pagbuo nito ay tinatawag na spermatogenesis.

Ang Gametogenesis ay isang sunud-sunod na proseso na binubuo ng ilang mga yugto - pagpaparami, paglaki, at pagkahinog ng mga selula. Kasama rin sa proseso ng spermatogenesis ang yugto ng pagbuo, na hindi naroroon sa panahon ng oogenesis.

Mga yugto ng gametogenesis

1. Yugto ng pagpaparami. Ang mga cell kung saan nabuo ang male at female gametes ay tinatawag na spermatogonia at oogonia, ayon sa pagkakabanggit. Nagdadala sila ng isang diploid na hanay ng mga chromosome 2n2c. Sa yugtong ito, ang mga pangunahing selula ng mikrobyo ay paulit-ulit na nahahati sa pamamagitan ng mitosis, bilang isang resulta kung saan ang kanilang bilang ay tumaas nang malaki. Ang Spermatogonia ay nagpaparami sa buong panahon ng reproductive sa katawan ng lalaki. Ang pagpaparami ng oogonia ay nangyayari pangunahin sa panahon ng embryonic. Sa mga tao, sa mga ovary ng babaeng katawan, ang proseso ng pagpaparami ng oogonia ay nangyayari nang mas matindi sa pagitan ng 2 at 5 buwan ng intrauterine development.

Sa pagtatapos ng ika-7 buwan, karamihan sa mga oocytes ay pumapasok sa prophase I ng meiosis.

Kung sa isang solong hanay ng haploid ang bilang ng mga chromosome ay tinutukoy bilang n at ang dami ng DNA bilang c, kung gayon ang genetic formula ng mga cell sa yugto ng pagpaparami ay tumutugma sa 2n2c bago ang sintetikong panahon ng mitosis (kapag nangyari ang pagtitiklop ng DNA) at 2n4c pagkatapos. ito.

2. Yugto ng paglaki. Ang mga selula ay tumataas sa laki at nagiging spermatocytes at oocytes ng unang pagkakasunud-sunod (ang huli ay umaabot lalo na sa malalaking sukat dahil sa akumulasyon ng mga sustansya sa anyo ng yolk at mga butil ng protina). Ang yugtong ito ay tumutugma sa interphase I ng meiosis. Ang isang mahalagang kaganapan sa panahong ito ay ang pagtitiklop ng mga molekula ng DNA na may pare-parehong bilang ng mga kromosom. Nakakakuha sila ng double-stranded na istraktura: ang genetic formula ng mga cell sa panahong ito ay mukhang 2n4c.

3. Yugto ng pagkahinog. Dalawang magkakasunod na dibisyon ang nagaganap - pagbabawas (meiosis I) at equational (meiosis II), na magkakasamang bumubuo ng meiosis. Matapos ang unang dibisyon (meiosis I), ang mga spermatocytes at oocytes ng pangalawang pagkakasunud-sunod ay nabuo (na may genetic formula n2c), pagkatapos ng pangalawang dibisyon (meiosis II) - spermatids at mga mature na itlog (na may formula nc) na may tatlong pagbabawas ng katawan, na namamatay at hindi nakikilahok sa proseso ng pagpaparami. Pinapanatili nito ang maximum na dami ng yolk sa mga itlog. Kaya, bilang resulta ng yugto ng maturation, ang isang first-order spermatocyte (na may formula 2n4c) ay gumagawa ng apat na spermatids (na may formula nc), at isang first-order oocyte (na may formula 2n4c) ay gumagawa ng isang mature na itlog (na may formula nc) at tatlong katawan ng pagbabawas. Ang mga pagkakaiba na nabanggit sa itaas sa kurso ng oogenesis at spermatogenesis ay may isang tiyak na biological na kahulugan na nauugnay sa iba't ibang mga layunin ng pagganap ng mga lalaki at babae na gametes (bilang karagdagan sa paglipat ng genetic na impormasyon). Ang akumulasyon ng isang malaking halaga ng mga reserbang nutrients sa cytoplasm ng itlog ay kinakailangan, dahil sa "base" na ito ang pag-unlad ng organismo ng anak na babae mula sa fertilized na itlog ay nagaganap. Ang hindi pantay na paghahati ng cell sa panahon ng oogenesis ay nagsisiguro sa pagbuo ng isang malaking itlog. Ang tungkulin ng tamud ay upang mahanap ang itlog, tumagos dito at ihatid ang chromosome set nito. Ang kanilang pag-iral ay maikli ang buhay, at samakatuwid ay hindi na kailangang mag-imbak ng malaking halaga ng mga sangkap sa cytoplasm. At dahil ang tamud ay namatay nang marami sa proseso ng paghahanap ng isang itlog, isang malaking bilang ng mga ito ang nabuo.

Ang pangunahing kaganapan sa proseso ng gametogenesis ay ang pagbawas ng diploid set ng mga chromosome (sa panahon ng meiosis) at ang pagbuo ng mga haploid gametes.

4. Yugto ng pagbuo, o spermiogenesis (sa panahon lamang ng spermatogenesis). Bilang resulta ng prosesong ito, ang bawat immature spermatid ay nagiging isang mature na tamud (na may nc formula), na nakakakuha ng lahat ng mga istraktura na katangian nito. Ang nucleus ng spermatid ay nagiging mas siksik, ang supercoiling ng mga chromosome ay nangyayari, na nagiging functionally inert. Ang Golgi complex ay lumilipat sa isa sa mga pole ng nucleus, na bumubuo ng isang acrosome. Ang mga centriole ay sumugod sa kabilang poste ng nucleus, at ang isa sa kanila ay nakikibahagi sa pagbuo ng flagellum. Isang mitochondrion spiral ang paligid ng flagellum. Halos lahat ng cytoplasm ng spermatid ay tinanggihan, kaya ang ulo ng tamud ay naglalaman ng halos wala nito.

Ang tamud ay isang male reproductive cell (gamete). Ito ay may kakayahang gumalaw, na sa isang tiyak na lawak ay nagsisiguro ng posibilidad na makatagpo ng magkakaibang kasarian na mga gametes. Ang mga sukat ng tamud ay mikroskopiko: ang haba ng cell na ito sa mga tao ay 50-70 microns (ang pinakamalaking ay nasa newt - hanggang 500 microns). Ang lahat ng tamud ay may negatibong singil sa kuryente, na pumipigil sa kanila na magkadikit sa tamud. Ang bilang ng tamud na ginawa sa isang lalaki ay palaging napakalaki. Halimbawa, ang bulalas ng isang malusog na lalaki ay naglalaman ng humigit-kumulang 200 milyong tamud (isang kabayong lalaki ang gumagawa ng mga 10 bilyong tamud).

Istraktura ng tamud

Sa mga tuntunin ng morpolohiya, ang tamud ay naiiba nang husto mula sa lahat ng iba pang mga selula, ngunit naglalaman sila ng lahat ng mga pangunahing organelles. Ang bawat tamud ay may ulo, isang leeg, isang intermediate na seksyon at isang buntot sa anyo ng isang flagellum (Larawan 1). Halos ang buong ulo ay puno ng isang nucleus, na nagdadala ng namamana na materyal sa anyo ng chromatin. Sa anterior na dulo ng ulo (sa tuktok nito) mayroong isang acrosome, na isang binagong Golgi complex. Dito, nangyayari ang pagbuo ng hyaluronidase, isang enzyme na may kakayahang sirain ang mucopolysaccharides ng lamad ng itlog, na ginagawang posible para sa tamud na tumagos sa itlog. Sa leeg ng tamud mayroong isang mitochondrion, na may spiral na istraktura. Ito ay kinakailangan upang makabuo ng enerhiya, na ginugol sa mga aktibong paggalaw ng tamud patungo sa itlog. Ang tamud ay tumatanggap ng karamihan sa enerhiya nito sa anyo ng fructose, kung saan ang ejaculate ay napakayaman. Ang centriole ay matatagpuan sa hangganan ng ulo at leeg. Sa isang cross section ng flagellum, 9 na pares ng microtubule ang makikita, 2 pares ang nasa gitna. Ang flagellum ay isang organelle ng aktibong paggalaw. Sa seminal fluid, ang male gamete ay nagkakaroon ng bilis na 5 cm/h (na, kaugnay ng laki nito, ay humigit-kumulang 1.5 beses na mas mabilis kaysa sa bilis ng isang Olympic swimmer).

Ang electron microscopy ng tamud ay nagsiwalat na ang cytoplasm ng ulo ay walang colloidal, ngunit isang likidong mala-kristal na estado. Tinitiyak nito ang paglaban ng tamud sa hindi kanais-nais na mga kondisyon sa kapaligiran (halimbawa, ang acidic na kapaligiran ng babaeng genital tract). Ito ay itinatag na ang tamud ay mas lumalaban sa mga epekto ng ionizing radiation kaysa sa mga hindi pa nabubuong itlog.

Ang tamud ng ilang species ng hayop ay may acrosomal apparatus, na naglalabas ng mahaba at manipis na filament upang makuha ang itlog.

Ito ay itinatag na ang sperm membrane ay may mga tiyak na receptor na kumikilala sa mga kemikal na itinago ng itlog. Samakatuwid, ang tamud ng tao ay may kakayahang idirekta ang paggalaw patungo sa itlog (ito ay tinatawag na positibong chemotaxis).

Sa panahon ng pagpapabunga, ang ulo lamang ng tamud, na nagdadala ng namamana na kagamitan, ay tumagos sa itlog, at ang natitirang mga bahagi ay nananatili sa labas.

Ang itlog ay isang malaki, hindi kumikibo na selula na may suplay ng mga sustansya. Ang laki ng isang babaeng itlog ay 150-170 microns (mas malaki kaysa lalaki sperm, na ang laki ay 50-70 microns). Iba-iba ang mga function ng nutrients. Isinasagawa ang mga ito:

1) mga sangkap na kinakailangan para sa mga proseso ng biosynthesis ng protina (mga enzyme, ribosome, m-RNA, t-RNA at ang kanilang mga precursors);

2) mga tiyak na sangkap ng regulasyon na kumokontrol sa lahat ng mga proseso na nagaganap sa itlog, halimbawa, ang kadahilanan ng pagkawatak-watak ng nuclear membrane (prophase 1 ng meiotic division ay nagsisimula sa prosesong ito), ang kadahilanan na nagko-convert ng sperm nucleus sa isang pronucleus bago ang cleavage phase, ang kadahilanan na responsable para sa meiotic block sa mga yugto ng metaphase II, atbp.;

3) yolk, na naglalaman ng mga protina, phospholipid, iba't ibang taba, at mineral na asing-gamot. Siya ang nagbibigay ng nutrisyon sa embryo sa panahon ng embryonic.

Batay sa dami ng yolk sa itlog, maaari itong maging alecithal, ibig sabihin, naglalaman ng hindi gaanong halaga ng yolk, poly-, meso- o oligolecithal. Ang itlog ng tao ay alecithal. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang embryo ng tao ay napakabilis na gumagalaw mula sa histiotrophic na uri ng nutrisyon hanggang sa hematotrophic. Gayundin, ang itlog ng tao ay isolecithal sa pamamahagi nito ng yolk: na may hindi gaanong halaga ng yolk, ito ay pantay na ipinamamahagi sa cell, kaya ang nucleus ay lumilitaw sa humigit-kumulang sa gitna.

Ang itlog ay may mga lamad na nagsasagawa ng mga proteksiyon na function, pinipigilan ang higit sa isang tamud na tumagos sa itlog, nagtataguyod ng pagtatanim ng embryo sa dingding ng matris at tinutukoy ang pangunahing hugis ng embryo.

Ang itlog ay karaniwang may spherical o bahagyang pinahabang hugis at naglalaman ng isang set ng mga tipikal na organelle na iyon na anumang cell. Tulad ng iba pang mga selula, ang itlog ay nililimitahan ng isang lamad ng plasma, ngunit sa labas ay napapalibutan ito ng isang makintab na lamad na binubuo ng mga mucopolysaccharides (nakuha nito ang pangalan para sa mga optical na katangian nito). Ang zona pellucida ay natatakpan ng corona radiata, o follicular membrane, na siyang microvilli ng follicular cells. Ito ay gumaganap ng isang proteksiyon na papel at nagpapalusog sa itlog.

Ang egg cell ay walang kasangkapan para sa aktibong paggalaw. Sa 4-7 araw, ito ay naglalakbay sa pamamagitan ng oviduct patungo sa uterine cavity, isang distansya na humigit-kumulang 10 cm.Ang itlog ay nailalarawan sa pamamagitan ng plasma segregation. Nangangahulugan ito na pagkatapos ng pagpapabunga, ang isang pare-parehong pamamahagi ng cytoplasm ay nangyayari sa itlog na hindi pa nadudurog, kaya pagkatapos ay ang mga cell ng mga rudiment ng hinaharap na mga tisyu ay natatanggap ito sa isang tiyak na regular na halaga.

Sekswal na proseso, o pagpapabunga, o amphimixis(Ancient Greek ἀμφι- - prefix na may kahulugan ng reciprocity, duality at μῖξις - confusion), o syngamy- ang proseso ng pagsasanib ng mga haploid germ cell, o gametes, na humahantong sa pagbuo ng isang diploid zygote cell. Ang konsepto na ito ay hindi dapat malito sa pakikipagtalik (ang pagpupulong ng mga kasosyo sa sekswal sa mga multicellular na hayop).

Ang sekswal na proseso ay natural na nangyayari sa ikot ng buhay ng lahat ng mga organismo kung saan ang meiosis ay nabanggit. Ang Meiosis ay humahantong sa paghahati ng bilang ng mga chromosome (paglipat mula sa isang diploid na estado patungo sa isang haploid na estado), ang sekswal na proseso ay humahantong sa pagpapanumbalik ng bilang ng mga kromosom (paglipat mula sa isang haploid na estado patungo sa isang diploid na estado).

Mayroong ilang mga anyo ng prosesong sekswal:

    isogamy- Ang mga gametes ay hindi naiiba sa bawat isa sa laki, ay motile, flagellar o amoeboid;

    anisogamy (heterogamy)- magkaiba ang laki ng gametes, ngunit ang parehong uri ng gametes (macrogametes at microgametes) ay motile at may flagella;

    oogamy- ang isa sa mga gametes (itlog) ay mas malaki kaysa sa isa, hindi kumikibo, ang mga meiotic na dibisyon na humahantong sa pagbuo nito ay malinaw na asymmetrical (sa halip na apat na mga cell, isang itlog at dalawang abortive na "polar body" ang nabuo); ang isa (sperm o sperm) ay motile, kadalasang flagellar o amoeboid.

Ang Meiosis ay isang dibisyon sa zone ng sexual maturation mga selula, na sinamahan ng paghati sa bilang ng mga chromosome. Binubuo ito ng dalawang magkakasunod na dibisyon na may parehong mga yugto ng mitosis. Gayunpaman, tulad ng ipinapakita sa talahanayan na "Paghahambing ng Mitosis at Meiosis", ang tagal ng mga indibidwal na yugto at ang mga prosesong nagaganap sa mga ito ay malaki ang pagkakaiba sa mga prosesong nagaganap sa panahon ng mitosis.

Ang mga pagkakaibang ito ay pangunahing ang mga sumusunod.

Sa meiosis, mas mahaba ang prophase I. Conjugation (pagsasama ng mga homologous chromosome) at pagpapalitan ng genetic na impormasyon ay nangyayari sa loob nito. Sa anaphase I, ang mga centromeres na humahawak sa mga chromatids ay hindi nahahati, at ang isa sa homologmeiosis Mitosis at ang mga phase nito ng mitosis at mga egg chromosome ay lumilipat sa mga pole. Ang interphase bago ang pangalawang dibisyon ay napakaikli, kung saan ang DNA ay hindi na-synthesize. Ang mga cell (halites) na nabuo bilang resulta ng dalawang meiotic division ay naglalaman ng isang haploid (solong) set ng mga chromosome. Ang diploidy ay naibalik sa pamamagitan ng pagsasanib ng dalawang selula - maternal at paternal. Ang fertilized na itlog ay tinatawag na zygote.

Ang mitosis, o hindi direktang paghahati, ay pinakalaganap sa kalikasan. Ang mitosis ay sumasailalim sa paghahati ng lahat ng hindi sekswal mga selula(epithelial, kalamnan, nerbiyos, buto, atbp.). Ang mitosis ay binubuo ng apat na magkakasunod na yugto (tingnan ang talahanayan sa ibaba). Tinitiyak ng mitosis na ang genetic na impormasyon ng parent cell ay pantay na ipinamamahagi sa mga daughter cell. Ang panahon ng buhay ng cell sa pagitan ng dalawang mitoses ay tinatawag na interphase. Ito ay sampung beses na mas mahaba kaysa sa mitosis. Ang isang bilang ng mga napakahalagang proseso ay nagaganap dito bago ang paghahati ng cell: Ang mga molekula ng ATP ay na-synthesize at mga protina, ang bawat chromosome ay nagdodoble, na bumubuo ng dalawang kapatid na chromatids na pinagsasama-sama ng isang karaniwang centromere, at ang bilang ng mga pangunahing organel ng cytoplasm ay tumataas.

Sa prophase, ang mga chromosome, na binubuo ng dalawang magkakapatid na chromatids na pinagsama ng centromere, ay spiral at bilang isang resulta ay lumapot. Sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane at nucleoli ay nawawala at ang mga chromosome ay nakakalat sa buong cell, ang mga centriole ay lumipat sa mga pole at bumubuo ng isang suliran. Sa metaphase, nangyayari ang karagdagang spiralization ng mga chromosome. Sa yugtong ito, ang mga ito ay malinaw na nakikita. Ang kanilang mga sentromer ay matatagpuan sa kahabaan ng ekwador. Ang mga spindle thread ay nakakabit sa kanila.

Sa anaphase, ang mga sentromere ay naghahati, ang mga kapatid na chromatids ay naghihiwalay sa isa't isa at, dahil sa pag-urong ng mga filament ng spindle, lumipat sa magkasalungat na pole ng cell.

Sa telophase, ang cytoplasm ay nahahati, ang mga chromosome ay nag-unwind, at ang nucleoli at nuclear membrane ay nabuo muli. Sa mga selula ng hayop, ang cytoplasm ay pinagsama-sama; sa mga selula ng halaman, isang septum ang nabuo sa gitna ng selula ng ina. Kaya mula sa isang orihinal na selula (ina) dalawang bagong selulang anak na babae ang nabuo.

Meiosis at mitosis

Talahanayan - Paghahambing ng mitosis at meiosis

1 dibisyon

2 dibisyon

Interphase

Chromosome set 2n

Mayroong isang masinsinang synthesis ng mga protina, ATP at iba pang mga organikong sangkap

Ang mga chromosome ay doble, bawat isa ay binubuo ng dalawang magkakapatid na chromatids na pinagsama ng isang karaniwang sentromere.

Set ng chromosome 2n Ang parehong mga proseso ay sinusunod tulad ng sa mitosis, ngunit mas mahaba, lalo na sa panahon ng pagbuo ng mga itlog.

Ang hanay ng mga chromosome ay haploid (n). Walang synthesis ng mga organikong sangkap.

Ang panandaliang, chromosome spiralization ay nangyayari, ang nuclear membrane at nucleolus ay nawawala, ang isang spindle ay nabuo

Mas matagal. Sa simula ng yugto, ang parehong mga proseso ay nangyayari tulad ng sa mitosis. Bilang karagdagan, ang chromosome conjugation ay nangyayari, kung saan ang mga homologous chromosome ay nagsasama-sama sa kanilang buong haba at nagiging baluktot. Sa kasong ito, ang isang pagpapalitan ng genetic na impormasyon ay maaaring mangyari (pagtawid ng mga chromosome) - tumatawid. Pagkatapos ay maghihiwalay ang mga chromosome.

Maikli; ang parehong mga proseso tulad ng sa mitosis, ngunit may n chromosome.

Metaphase

Ang karagdagang spiralization ng mga kromosom ay nangyayari, ang kanilang mga sentromere ay matatagpuan sa kahabaan ng ekwador.

Ang mga prosesong katulad ng sa mitosis ay nangyayari.

Ang mga centromeres na may hawak na magkakapatid na chromatids ay nahahati, ang bawat isa sa kanila ay nagiging isang bagong chromosome at lumilipat sa magkabilang pole.

Ang mga sentromer ay hindi nahahati. Ang isa sa mga homologous chromosome, na binubuo ng dalawang chromatids na pinagsama ng isang karaniwang centromere, ay umaalis sa magkasalungat na pole.

Ang parehong bagay ay nangyayari tulad ng sa mitosis, ngunit may n chromosome.

Telofase

Ang cytoplasm ay nahahati, ang dalawang anak na selula ay nabuo, bawat isa ay may isang diploid na hanay ng mga chromosome. Nawawala ang spindle at nabuo ang nucleoli.

Hindi nagtatagal. Ang mga homologous chromosome ay napupunta sa iba't ibang mga cell na may haploid set ng mga chromosome. Ang cytoplasm ay hindi palaging nahahati.

Ang cytoplasm ay nahahati. Pagkatapos ng dalawang meiotic division, 4 na mga cell na may isang haploid set ng mga chromosome ay nabuo.

Ikot ng cell- ito ang panahon ng pagkakaroon ng isang cell mula sa sandali ng pagbuo nito sa pamamagitan ng paghahati sa mother cell hanggang sa sarili nitong dibisyon.

Ang tagal ng cell cycle mga eukaryote

Ang haba ng cell cycle ay nag-iiba sa iba't ibang mga cell. Ang mabilis na pagpaparami ng mga selula ng mga organismong nasa hustong gulang, tulad ng hematopoietic o basal na mga selula ng epidermis at maliit na bituka, ay maaaring pumasok sa cell cycle tuwing 12-36 na oras. Ang mga maikling cell cycle (mga 30 minuto) ay sinusunod kapag ang mga itlog ay mabilis na nadudurog echinoderms, amphibian at iba pang mga hayop. Sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kundisyon, maraming linya ng cell culture ang may maikling cell cycle (mga 20 oras). Para sa karamihan ng aktibong naghahati ng mga cell, ang tagal ng panahon sa pagitan mitoses ay humigit-kumulang 10-24 na oras.

Mga yugto ng cell cycle mga eukaryote

Ikot ng cellmga eukaryote ay binubuo ng dalawang panahon:

Isang panahon ng paglaki ng cell na tinatawag na " interphase", kung saan nangyayari ang synthesis DNA At mga protina at ang paghahanda para sa paghahati ng cell ay isinasagawa.

Ang panahon ng paghahati ng cell, na tinatawag na "phase M" (mula sa salitang mitosis - mitosis).

Ang interphase ay binubuo ng ilang mga panahon:

G 1 - mga yugto(mula sa Ingles gap- pagitan), o yugto paunang paglaki, kung saan nangyayari ang synthesis mRNA, mga protina, iba pang bahagi ng cellular;

S- mga yugto(mula sa Ingles synthesis- synthesis), kung saan ito napupuntaPagtitiklop ng DNA cell nucleus , nagaganap din ang pagdodoble centrioles(kung mayroon sila, siyempre).

G 2 - yugto kung saan ang paghahanda para samitosis .

Sa magkakaibang mga cell na hindi na nahahati, maaaring walang G 1 phase sa cell cycle. Ang ganitong mga cell ay matatagpuan sa yugto ng pahinga G 0 .

Panahonpaghahati ng selula (phase M) ay may kasamang dalawang yugto:

-mitosis(dibisyon ng cell nucleus);

-cytokinesis(cytoplasmic division).

Sa turn nito, mitosis ay nahahati sa limang yugto.

Ang paglalarawan ng cell division ay batay sa light microscopy data kasama ng microcine photography at ang mga resulta liwanag At elektroniko mikroskopya naayos at may bahid na mga selula.

Regulasyon ng cell cycle

Ang natural na pagkakasunud-sunod ng mga pagbabago sa mga panahon ng cell cycle ay nangyayari sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga ito mga protina, Paano cyclin-dependent kinases At mga cyclin. Mga cell, na nasa G 0 phase, ay maaaring pumasok sa cell cycle kapag nalantad sa mga kadahilanan ng paglago. Iba't ibang salik ng paglago tulad ng platelet, epidermal, nerve growth factor, na nagbubuklod sa nito mga receptor, mag-trigger ng intracellular signaling cascade, na humahantong sa huli mga transkripsyon mga gene mga cyclin At cyclin-dependent kinases. Mga kinase na umaasa sa cyclin maging aktibo lamang kapag nakikipag-ugnayan sa kaukulang mga cyclin. Mga nilalaman ng iba't ibang mga cyclin V kulungan mga pagbabago sa buong cell cycle. Cyclin ay isang regulatory component ng cyclin-cyclin-dependent kinase complex. Kinase ay din ang catalytic component ng complex na ito. Kinases hindi aktibo kung wala mga cyclin. Sa iba't ibang yugto ng cell cycle ay synthesized magkaiba mga cyclin. Oo, nilalaman cyclin B sa mga oocytes mga palaka umabot sa maximum nito sa ngayon mitosis kapag nagsimula ang buong kaskad ng mga reaksyon phosphorylation, na na-catalyze ng cyclin B/cyclin-dependent kinase complex. Sa pagtatapos ng mitosis, ang cyclin ay mabilis na nawasak ng mga proteinase.

Mga checkpoint ng cell cycle

Upang matukoy ang pagkumpleto ng bawat yugto ng cell cycle, nangangailangan ito ng pagkakaroon ng mga checkpoint. Kung ang cell ay "pumasa" sa checkpoint, pagkatapos ay patuloy itong "gumagalaw" sa pamamagitan ng cell cycle. Kung ang ilang mga pangyayari, tulad ng pagkasira ng DNA, ay pumipigil sa cell na dumaan sa isang checkpoint, na maihahambing sa isang uri ng checkpoint, kung gayon ang cell ay huminto at ang isa pang yugto ng cell cycle ay hindi mangyayari, hindi bababa sa hanggang sa maalis ang mga hadlang. , pinipigilan ang cell na dumaan sa checkpoint. Mayroong hindi bababa sa apat na checkpoint sa cell cycle: isang checkpoint sa G1, na sumusuri para sa buo na DNA bago pumasok sa S phase, isang checkpoint sa S phase, na tumitingin para sa tamang DNA replication, isang checkpoint sa G2, na nagsusuri kung may mga sugat na hindi nakuha kapag pagpasa sa mga nakaraang punto ng pag-verify, o nakuha sa mga kasunod na yugto ng cell cycle. Sa yugto ng G2, ang pagkakumpleto ng pagtitiklop ng DNA ay natukoy, at ang mga cell kung saan ang DNA ay kulang sa pagkopya ay hindi pumapasok sa mitosis. Sa spindle assembly checkpoint, sinusuri na ang lahat ng kinetochores ay nakakabit sa microtubule.

Mga karamdaman sa cell cycle at pagbuo ng tumor

Ang pagtaas sa synthesis ng p53 protein ay humahantong sa induction ng synthesis ng p21 protein, isang cell cycle inhibitor.

Ang pagkagambala sa normal na regulasyon ng cell cycle ay ang sanhi ng karamihan sa mga solidong tumor. Sa cell cycle, tulad ng nabanggit na, ang pagpasa sa mga checkpoint ay posible lamang kung ang mga nakaraang yugto ay nakumpleto nang normal at walang mga breakdown. Ang mga selula ng tumor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pagbabago sa mga bahagi ng mga checkpoint ng cell cycle. Kapag ang mga checkpoint ng cell cycle ay hindi aktibo, ang dysfunction ng ilang mga tumor suppressor at proto-oncogenes ay sinusunod, sa partikular p53, pRb, Aking c At Ras. Ang p53 na protina ay isa sa mga salik ng transkripsyon na nagpapasimula ng synthesis ng protina p21, na isang inhibitor ng CDK-cyclin complex, na humahantong sa pag-aresto sa cell cycle sa mga panahon ng G1 at G2. Kaya, ang isang cell na ang DNA ay nasira ay hindi pumapasok sa S phase. Sa mga mutasyon na humahantong sa pagkawala ng p53 na mga gene ng protina, o sa kanilang mga pagbabago, ang pagbara ng cell cycle ay hindi nangyayari, ang mga cell ay pumapasok sa mitosis, na humahantong sa paglitaw ng mga mutant na selula, karamihan sa mga ito ay hindi mabubuhay, ang iba ay nagbibigay ng pagtaas sa mga malignant na selula.

Cell division

Lumilitaw ang lahat ng mga cell sa pamamagitan ng paghahati ng mga cell ng magulang. Karamihan sa mga cell ay may cell cycle na binubuo ng dalawang pangunahing yugto: interphase at mitosis.

Interphase binubuo ng tatlong yugto. Sa loob ng 4-8 na oras pagkatapos ng kapanganakan, ang cell ay nagdaragdag ng masa nito. Ang ilang mga cell (halimbawa, mga nerve cell sa utak) ay nananatili sa yugtong ito magpakailanman, habang ang iba ay doble ang kanilang chromosomal DNA sa loob ng 6-9 na oras. Kapag dumoble ang masa ng cell, magsisimula ito mitosis.

Isinasagawa anaphase ang mga chromosome ay lumilipat sa mga pole ng cell. Kapag ang mga chromosome ay umabot sa mga pole, ito ay nagsisimula telophase. Ang cell ay nahahati sa dalawa sa equatorial plane, ang mga spindle filament ay nawasak, at ang mga nuclear membrane ay bumubuo sa paligid ng mga chromosome. Ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng sarili nitong hanay ng mga chromosome at babalik sa yugto ng interphase. Ang buong proseso ay tumatagal ng halos isang oras.

Ang proseso ng mitosis ay maaaring mag-iba depende sa uri ng cell. Walang mga centriole sa isang cell ng halaman, kahit na isang spindle ay nabuo. Sa mga fungal cell, ang mitosis ay nangyayari sa loob ng nucleus; ang nuclear membrane ay hindi nabubulok.

Ang pagkakaroon ng mga chromosome ay hindi isang kinakailangang kondisyon para sa paghahati ng cell. Sa kabilang banda, ang isa o higit pang mga mitoses ay maaaring huminto sa yugto ng telophase, na nagreresulta sa mga multinucleated na selula (halimbawa, sa ilang algae).

Ang pagpaparami sa pamamagitan ng mitosis ay tinatawag na asexual o vegetative, pati na rin pag-clone. Sa mitosis, ang genetic na materyal ng mga selula ng magulang at anak na babae ay magkapareho.

Meiosis, hindi tulad ng mitosis, ay isang mahalagang elemento sekswal na pagpaparami. Ang Meiosis ay gumagawa ng mga cell na naglalaman lamang ng isang set ng chromosome, na ginagawang posible ang kasunod na pagsasanib ng mga sex cell (gametes) ng dalawang magulang. Sa esensya, ang meiosis ay isang uri ng mitosis. Ito ay nagsasangkot ng dalawang magkakasunod na dibisyon ng cell, ngunit ang mga kromosom ay nadoble lamang sa una sa mga dibisyong ito. Ang biological essence ng meiosis ay upang bawasan ang bilang ng mga chromosome sa kalahati at bumuo ng haploid gametes (iyon ay, gametes na may isang set ng chromosome).

Bilang resulta ng meiotic division sa mga hayop, apat ang nabuo gametes. Kung ang mga reproductive cell ng lalaki ay may humigit-kumulang na parehong laki, kung gayon kapag nabuo ang mga itlog, ang pamamahagi ng cytoplasm ay nangyayari nang hindi pantay: ang isang cell ay nananatiling malaki, at ang iba pang tatlo ay napakaliit na halos ganap na inookupahan ng nucleus. Ang mga maliliit na selulang ito ay nagsisilbi lamang sa paglalagay ng labis na genetic material.

Ang mga gametes ng lalaki at babae ay nagsasama upang mabuo zygote. Sa kasong ito, ang mga chromosome set ay pinagsama (ang prosesong ito ay tinatawag na syngamy), bilang isang resulta kung saan ang isang dobleng hanay ng mga chromosome ay naibalik sa zygote - isa mula sa bawat magulang. Ang random na paghihiwalay ng mga chromosome at ang pagpapalitan ng genetic material sa pagitan ng mga homologous chromosome ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong kumbinasyon ng mga gene, na nagpapataas ng genetic diversity. Ang nagreresultang zygote ay bubuo sa isang malayang organismo.

Kamakailan lamang, isinagawa ang mga eksperimento sa artipisyal na pagsasanib ng mga selula ng pareho o magkakaibang species. Ang mga panlabas na ibabaw ng mga selula ay pinagsama, at ang lamad sa pagitan ng mga ito ay nawasak. Sa ganitong paraan, posible na makakuha ng mga hybrid na selula ng isang daga at isang manok, isang tao at isang daga. Gayunpaman, sa panahon ng kasunod na mga dibisyon, ang mga cell ay nawala ang karamihan sa mga chromosome ng isa sa mga species.

Sa iba pang mga eksperimento, ang cell ay nahahati sa mga bahagi, tulad ng nucleus, cytoplasm, at lamad. Ang mga bahagi ng iba't ibang mga selula ay muling pinagsama, na nagreresulta sa isang buhay na selula na binubuo ng mga bahagi mula sa iba't ibang uri ng mga selula. Sa prinsipyo, ang mga eksperimento sa pag-assemble ng mga artipisyal na selula ay maaaring ang unang hakbang patungo sa paglikha ng mga bagong anyo ng buhay.

Ibahagi: