Ang mitosis (karyokinesis, hindi direktang paghahati) ay ang proseso ng paghahati ng nucleus ng mga selula ng tao, hayop at halaman, na sinusundan ng paghahati ng cell cytoplasm. Sa proseso ng paghahati ng cell nucleus (tingnan), maraming mga yugto ang nakikilala. Sa nucleus, na nasa pagitan ng cell division (interphase), (tingnan) ay karaniwang kinakatawan ng manipis, mahaba (Fig., a), intertwined thread; Ang nuclear membrane at nucleolus ay malinaw na nakikita.

Ang nucleus sa iba't ibang yugto ng mitosis: a - interphase non-dividing nucleus; b - d - yugto ng prophase; d - yugto ng metaphase; e - yugto ng anaphase; g at ​​h - yugto ng telophase; at - ang pagbuo ng dalawang anak na nuclei.

Sa unang yugto ng mitosis, ang tinatawag na prophase, ang mga chromosome ay nagiging malinaw na nakikita (Fig., b-d), sila ay nagpapaikli at nagpapalapot, ang isang puwang ay lilitaw sa kahabaan ng bawat kromosoma, na naghahati nito sa dalawang bahagi na ganap na katulad sa bawat isa, dahil sa kung saan ang bawat chromosome ay lumilitaw na doble. Sa susunod na yugto ng mitosis - metaphase, ang nuclear membrane ay nawasak, ang nucleolus ay natutunaw at ang mga chromosome ay nakahiga sa cytoplasm ng cell (Fig., e). Ang lahat ng chromosome ay nakaayos sa isang hilera sa kahabaan ng ekwador, na bumubuo ng tinatawag na equatorial plate (star stage). Ang sentrosom ay dumaranas din ng mga pagbabago. Ito ay nahahati sa dalawang bahagi, na nag-iiba patungo sa mga pole ng cell; ang mga thread ay nabuo sa pagitan ng mga ito, na bumubuo ng isang biconical achromatin spindle (Fig. e. f).

Ang Mitosis (mula sa Greek mitos - thread) ay isang hindi direktang paghahati ng cell, na binubuo sa pare-parehong pamamahagi ng dobleng bilang ng mga chromosome sa pagitan ng dalawang nagresultang mga cell ng anak na babae (Fig.). Ang proseso ng mitosis ay nagsasangkot ng dalawang uri ng mga istruktura: chromosome at ang achromatin apparatus, na kinabibilangan ng mga cell center at spindle (tingnan ang Cell).

Schematic na representasyon ng interphase nucleus at iba't ibang yugto mitosis: 1 - interphase; 2 - prophase; 3 - prometaphase; 4 at 5 - metaphase (4 - view mula sa ekwador, 5 - view mula sa cell pole); 6 - anaphase; 7 - telophase; 8 - late telophase, simula ng nuclear reconstruction; 9 - mga cell ng anak na babae sa simula ng interphase; NW - nuclear envelope; YAK - nucleolus; XP - mga kromosom; C - centriole; B - suliran.

Ang unang yugto ng mitosis - prophase - ay nagsisimula sa paglitaw sa cell nucleus ng manipis na mga filament - chromosome (tingnan). Ang bawat prophase chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids, malapit na magkatabi sa haba; ang isa sa kanila ay ang chromosome ng mother cell, ang isa ay bagong nabuo dahil sa reduplication ng DNA nito sa DNA ng mother chromosome sa interphase (isang pause sa pagitan ng dalawang mitoses). Habang umuusad ang prophase, umiikot ang mga chromosome, na nagiging sanhi ng pag-ikli at pagkakapal ng mga ito. Sa pagtatapos ng prophase, nawawala ang nucleolus. Sa prophase, nangyayari rin ang pagbuo ng achromatin apparatus. Sa mga selula ng hayop, ang mga sentro ng selula (centrioles) ay nagbi-bifurcate; sa paligid nila, lumilitaw ang mga zone sa cytoplasm na malakas na nagre-refract ng liwanag (centrospheres). Ang mga pormasyong ito ay nagsisimulang maghiwalay sa magkasalungat na direksyon, na bumubuo sa pagtatapos ng prophase ng dalawang pole ng cell, na sa oras na ito ay madalas na nakakakuha. spherical na hugis. Sa mga selula ng mas matataas na halaman ay walang mga centriole.

Ang Prometaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkawala nuklear na sobre at ang pagbuo sa cell ng hugis spindle na filamentous na istraktura (achromatin spindle), ang ilan sa mga thread ay nagkokonekta sa mga pole ng achromatin apparatus (interzonal thread), at iba pa - bawat isa sa dalawang chromatids na may magkasalungat na pole ng cell (paghihila ng mga sinulid). Ang mga kromosom na nakahiga nang random sa prophase nucleus ay nagsisimulang lumipat sa gitnang sona mga cell kung saan matatagpuan ang mga ito sa equatorial plane ng spindle (metakinesis). Ang yugtong ito ay tinatawag na metaphase.

Sa panahon ng anaphase, ang mga kasosyo ng bawat pares ng mga chromatids ay naghihiwalay sa magkasalungat na mga pole ng cell dahil sa pag-urong ng mga paghila ng mga thread ng spindle. Mula sa oras na ito, ang bawat chromatid ay tumatanggap ng pangalan ng isang anak na chromosome. Ang mga kromosom na naghiwalay sa mga pole ay nagtitipon sa mga compact na grupo, na katangian ng susunod na yugto ng mitosis - telophase. Sa kasong ito, ang mga chromosome ay nagsisimulang unti-unting nawalan ng pag-asa, nawawala ang kanilang siksik na istraktura; lumilitaw ang isang nuclear envelope sa kanilang paligid - ang proseso ng nuclear reconstruction ay nagsisimula. Ang dami ng bagong nuclei ay tumataas, at ang nucleoli ay lumilitaw sa kanila (ang simula ng interphase, o ang yugto ng "resting nucleus").

Ang proseso ng paghihiwalay ng nuclear substance ng isang cell - karyokinesis - ay sinamahan ng paghihiwalay ng cytoplasm (tingnan) - cytokinesis. Sa mga selula ng hayop sa telophase, lumilitaw ang isang constriction sa equatorial zone, na, habang lumalalim ito, ay humahantong sa paghahati ng cytoplasm ng orihinal na cell sa dalawang bahagi. Sa mga selula ng halaman, sa equatorial plane, ang isang cell septum ay nabuo mula sa maliliit na vacuoles ng endoplasmic reticulum, na naghihiwalay sa dalawang bagong cell body mula sa isa't isa.

Sa prinsipyo, malapit sa mitosis ay endomitosis, ibig sabihin, ang proseso ng pagdodoble ng bilang ng mga chromosome sa mga cell, ngunit hindi pinaghihiwalay ang nuclei. Kasunod ng endomitosis, maaaring mangyari ang direktang paghahati ng nuclei at mga selula, ang tinatawag na amitosis.

Tingnan din ang Karyotype, Cell nucleus.

Ang paghahati ng cell ay ang sentrong punto ng pagpaparami.

Sa panahon ng proseso ng paghahati, dalawang cell ang lumabas mula sa isang cell. Cell batay sa asimilasyon ng organic at mga di-organikong sangkap lumilikha ng isang katulad ng sarili nito katangiang istraktura at mga function.

Sa cell division, dalawang pangunahing sandali ang maaaring maobserbahan: nuclear division - mitosis at cytoplasmic division - cytokinesis, o cytotomy. Ang pangunahing pansin ng mga geneticist ay nakatuon pa rin sa mitosis, dahil, mula sa punto ng view ng teorya ng chromosome, ang nucleus ay itinuturing na isang "organ" ng pagmamana.

Sa panahon ng proseso ng mitosis ay nangyayari:

1. pagdodoble ng chromosome substance;
2. pagbabago pisikal na kalagayan at kemikal na organisasyon ng mga chromosome;
3. divergence ng anak na babae, o sa halip kapatid na babae, chromosomes sa pole ng cell;
4. kasunod na dibisyon ng cytoplasm at kumpletong pagpapanumbalik ng dalawang bagong nuclei sa mga sister cell.

Kaya, sa mitosis lahat ikot ng buhay nuclear genes: pagdoble, pamamahagi at paggana; Bilang resulta ng pagkumpleto ng mitotic cycle, ang mga sister cell ay nagtatapos sa pantay na "mana".

Sa panahon ng paghahati, ang cell nucleus ay dumaan sa limang magkakasunod na yugto: interphase, prophase, metaphase, anaphase at telophase; ang ilang mga cytologist ay kinikilala ang isa pang ikaanim na yugto - prometaphase.

Sa pagitan ng dalawang magkakasunod na dibisyon ng cell, ang nucleus ay nasa interphase stage. Sa panahong ito, ang nucleus, sa panahon ng pag-aayos at paglamlam, ay may isang mesh na istraktura na nabuo sa pamamagitan ng pagtitina ng manipis na mga thread, na sa susunod na yugto ay nabuo sa mga chromosome. Bagama't iba ang tawag sa interphase yugto ng isang resting nucleus, sa katawan mismo, ang mga metabolic na proseso sa nucleus sa panahong ito ay nangyayari na may pinakamalaking aktibidad.

Ang prophase ay ang unang yugto ng paghahanda ng nucleus para sa paghahati. Sa prophase istraktura ng mesh ang nucleus ay unti-unting nagiging mga chromosome thread. Mula sa pinakaunang prophase kahit sa ilaw na mikroskopyo ang dalawahang katangian ng mga chromosome ay maaaring obserbahan. Ito ay nagpapahiwatig na sa nucleus ito ay nasa maaga o huli na interphase na ang pinaka mahalagang proseso mitosis - pagdodoble, o reduplication, ng mga chromosome, kung saan ang bawat isa sa mga maternal chromosome ay bumubuo ng isang katulad na isa - isang anak na chromosome. Bilang resulta, ang bawat chromosome ay lumilitaw na pahaba na nadoble. Gayunpaman, ang mga kalahating ito ng chromosome, na tinatawag kapatid na babae chromatids, huwag magkakaiba sa prophase, dahil pinagsama sila ng isang karaniwang lugar - ang centromere; ang sentromeric na rehiyon ay nahahati sa ibang pagkakataon. Sa prophase, ang mga chromosome ay sumasailalim sa isang proseso ng pag-twist sa kanilang axis, na humahantong sa kanilang pagpapaikli at pampalapot. Dapat itong bigyang-diin na sa prophase, ang bawat kromosoma sa karyolymph ay random na matatagpuan.

Sa mga selula ng hayop, kahit na sa huli na telophase o napakaagang interphase, ang pagdoble ng centriole ay nangyayari, pagkatapos nito sa prophase ang mga centriole ng anak na babae ay nagsisimulang mag-converge sa mga pole at ang mga pormasyon ng astrosphere at spindle, na tinatawag na bagong apparatus. Kasabay nito, ang nucleoli ay natutunaw. Isang mahalagang katangian Ang dulo ng prophase ay ang paglusaw ng nuclear membrane, bilang isang resulta kung saan ang mga chromosome ay napupunta sa isang karaniwang masa ng cytoplasm at karyoplasm, na ngayon ay bumubuo ng myxoplasm. Tinatapos nito ang prophase; ang cell ay pumapasok sa metaphase.

SA Kamakailan lamang Sa pagitan ng prophase at metaphase, sinimulan ng mga mananaliksik na makilala ang isang intermediate stage na tinatawag prometaphase. Ang prometaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglusaw at pagkawala ng nuclear membrane at ang paggalaw ng mga chromosome patungo sa equatorial plane ng cell. Ngunit sa sandaling ito ang pagbuo ng achromatin spindle ay hindi pa nakumpleto.

Metaphase tinatawag na yugto ng pagkumpleto ng pag-aayos ng mga kromosom sa ekwador ng suliran. Ang katangiang pag-aayos ng mga chromosome sa equatorial plane ay tinatawag na equatorial, o metaphase, plate. Ang pag-aayos ng mga chromosome na may kaugnayan sa bawat isa ay random. Sa metaphase, ang bilang at hugis ng mga chromosome ay malinaw na inihayag, lalo na kapag sinusuri ang equatorial plate mula sa mga pole ng cell division. Ang achromatin spindle ay ganap na nabuo: ang mga filament ng spindle ay nakakakuha ng mas siksik na pagkakapare-pareho kaysa sa natitirang bahagi ng cytoplasm at nakakabit sa sentromeric na rehiyon ng chromosome. Ang cytoplasm ng cell sa panahong ito ay may pinakamababang lagkit.

Anaphase tinatawag na ang susunod na yugto ng mitosis, kung saan ang mga chromatids ay naghahati, na maaari na ngayong tawaging kapatid na babae o anak na mga kromosom, at naghihiwalay sa mga pole. Sa kasong ito, una sa lahat, ang mga centromeric na rehiyon ay nagtataboy sa isa't isa, at pagkatapos ay ang mga chromosome mismo ay lumihis sa mga pole. Dapat sabihin na ang pagkakaiba-iba ng mga chromosome sa anaphase ay nagsisimula nang sabay-sabay - "parang sa utos" - at nagtatapos nang napakabilis.

Sa panahon ng telophase, ang mga chromosome ng anak na babae ay despirado at nawawala ang kanilang maliwanag na pagkatao. Ang core shell at ang core mismo ay nabuo. Ang nucleus ay muling itinayo sa baligtarin ang pagkakasunod-sunod kumpara sa mga pagbabagong pinagdaanan nito sa prophase. Sa huli, ang nucleoli (o nucleolus) ay naibalik din, at sa parehong dami na naroroon sa parent nuclei. Ang bilang ng nucleoli ay katangian ng bawat uri ng cell.

Kasabay nito, nagsisimula ang simetriko na dibisyon ng cell body. Ang nuclei ng mga cell ng anak na babae ay pumapasok sa interphase state.

Ang figure sa itaas ay nagpapakita ng diagram ng cytokinesis sa mga selula ng hayop at halaman. SA selula ng hayop Ang paghahati ay nangyayari sa pamamagitan ng lacing ng cytoplasm ng mother cell. SA selula ng halaman Ang pagbuo ng cellular septum ay nangyayari sa mga lugar ng spindle plaques, na bumubuo ng isang septum na tinatawag na phragmoplast sa equatorial plane. Tinatapos nito ang mitotic cycle. Ang tagal nito ay tila nakasalalay sa uri ng tissue, ang physiological state ng katawan, panlabas na mga kadahilanan (temperatura, liwanag na kondisyon) at tumatagal mula 30 minuto hanggang 3 oras. Ayon sa iba't ibang mga may-akda, ang bilis ng pagpasa ng mga indibidwal na phase ay variable.

Parehong panloob at panlabas na mga kadahilanan Ang mga kapaligiran na kumikilos sa paglaki ng organismo at ang estado ng pagganap nito ay nakakaapekto sa tagal ng paghahati ng cell at mga indibidwal na yugto nito. Dahil ang core ay gumaganap malaking papel V metabolic proseso mga cell, natural na maniwala na ang tagal ng mga mitotic phase ay maaaring mag-iba alinsunod sa functional na estado ng organ tissue. Halimbawa, itinatag na sa panahon ng pahinga at pagtulog ng mga hayop, ang mitotic na aktibidad ng iba't ibang mga tisyu ay mas mataas kaysa sa panahon ng pagpupuyat. Sa isang bilang ng mga hayop, ang dalas ng paghahati ng cell ay bumababa sa liwanag at tumataas sa dilim. Ipinapalagay din na ang mga hormone ay nakakaimpluwensya sa mitotic na aktibidad ng cell.

Ang mga dahilan na tumutukoy sa kahandaan ng isang cell na mahati ay nananatiling hindi malinaw. May mga dahilan para magmungkahi ng ilang kadahilanan:

1. pagdodoble ng masa ng cellular protoplasm, chromosome at iba pang organelles, dahil sa kung saan ang mga relasyon ng nuclear-plasma ay nagambala; Upang hatiin, ang isang cell ay dapat umabot sa isang tiyak na bigat at dami ng katangian ng mga selula ng isang naibigay na tissue;
2. pagdodoble ng chromosome;
3. pagtatago ng mga espesyal na sangkap ng mga chromosome at iba pang mga organel ng cell na nagpapasigla sa paghahati ng cell.

Ang mekanismo ng chromosome divergence sa mga pole sa anaphase ng mitosis ay nananatiling hindi maliwanag. Aktibong papel Sa prosesong ito, tila, ang mga thread ng spindle ay gumaganap ng isang papel, na kumakatawan sa mga thread ng protina na inayos at nakatuon sa pamamagitan ng mga centriole at sentromere.

Ang likas na katangian ng mitosis, tulad ng nasabi na natin, ay nag-iiba depende sa uri at functional na estado mga tela. Ang mga cell ng iba't ibang mga tisyu ay nailalarawan sa pamamagitan ng Iba't ibang uri mitoses. Sa inilarawang uri ng mitosis, nangyayari ang paghahati ng cell sa pantay at simetriko na paraan. Bilang resulta ng simetriko mitosis, ang mga sister cell ay namamana na katumbas sa mga tuntunin ng parehong nuclear genes at cytoplasm. Gayunpaman, bilang karagdagan sa simetriko, mayroong iba pang mga uri ng mitosis, katulad: asymmetrical mitosis, mitosis na may naantalang cytokinesis, dibisyon ng mga multinucleated na selula (dibisyon ng syncytia), amitosis, endomitosis, endoreproduction at polyteny.

Sa kaso ng asymmetric mitosis, ang mga sister cell ay hindi pantay sa laki, dami ng cytoplasm, at may kaugnayan din sa kanilang kapalaran sa hinaharap. Ang isang halimbawa nito ay ang hindi pantay na laki ng mga cell ng kapatid na babae (anak na babae) ng neuroblast ng tipaklong, mga itlog ng hayop sa panahon ng pagkahinog at sa panahon ng spiral fragmentation; kapag nangyari ang nuclear fission butil ng pollen ang isa sa mga cell ng anak na babae ay maaaring higit pang mahati, ang isa ay hindi, atbp.

Ang mitosis na may naantalang cytokinesis ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang cell nucleus ay nahahati nang maraming beses, at pagkatapos lamang ay nahahati ang cell body. Bilang resulta ng paghahati na ito, nabuo ang mga multinucleated na selula tulad ng syncytium. Ang isang halimbawa nito ay ang pagbuo ng mga endosperm cell at ang pagbuo ng mga spores.

Amitosis tinatawag na direktang nuclear fission nang walang pagbuo ng fission figure. Sa kasong ito, ang paghahati ng nucleus ay nangyayari sa pamamagitan ng "lacing" nito sa dalawang bahagi; minsan ilang nuclei ang nabubuo mula sa isang nucleus nang sabay-sabay (fragmentation). Ang Amitosis ay patuloy na nangyayari sa mga selula ng isang bilang ng mga dalubhasang at pathological na mga tisyu, halimbawa sa mga tumor na may kanser. Maaari itong maobserbahan sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga nakakapinsalang ahente (ionizing radiation at mataas na temperatura).

Endomitosis Ito ang pangalang ibinigay sa proseso kung saan dumoble ang nuclear fission. Sa kasong ito, ang mga chromosome, gaya ng dati, ay nagpaparami sa interphase, ngunit ang kanilang kasunod na pagkakaiba-iba ay nangyayari sa loob ng nucleus na may pangangalaga ng nuclear envelope at walang pagbuo ng isang achromatin spindle. Sa ilang mga kaso, kahit na ang nuclear membrane ay natutunaw, ang mga chromosome ay hindi naghihiwalay sa mga pole, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng mga chromosome sa cell ay dumami kahit ilang sampu-sampung beses. Ang endomitosis ay nangyayari sa mga selula ng iba't ibang mga tisyu ng parehong mga halaman at hayop. Halimbawa, ipinakita ng A. A. Prokofieva-Belgovskaya na sa pamamagitan ng endomitosis sa mga selula ng mga dalubhasang tisyu: sa hypodermis ng Cyclops, matabang katawan, peritoneal epithelium at iba pang mga tisyu ng filly (Stenobothrus) - ang hanay ng mga chromosome ay maaaring tumaas ng 10 beses. Ang pagtaas na ito sa bilang ng mga chromosome ay nauugnay sa functional na mga tampok magkaibang tissue.

Sa panahon ng polyteny, ang bilang ng mga chromosomal strands ay dumami: pagkatapos ng reduplication kasama ang buong haba, hindi sila naghihiwalay at nananatiling katabi ng bawat isa. Sa kasong ito, ang bilang ng mga chromosomal thread sa loob ng isang chromosome ay pinarami, bilang isang resulta, ang diameter ng mga chromosome ay tumataas nang kapansin-pansin. Ang bilang ng gayong manipis na mga thread sa isang polytene chromosome ay maaaring umabot sa 1000-2000. Sa kasong ito, nabuo ang tinatawag na mga higanteng chromosome. Sa polythenia, ang lahat ng mga yugto ng mitotic cycle ay bumababa, maliban sa pangunahing isa - ang pagpaparami ng mga pangunahing hibla ng kromosoma. Ang kababalaghan ng polyteny ay sinusunod sa mga selula ng isang bilang ng mga magkakaibang mga tisyu, halimbawa sa tisyu mga glandula ng laway Diptera, sa mga selula ng ilang halaman at protozoa.

Minsan mayroong isang pagdoble ng isa o higit pang mga chromosome nang walang anumang pagbabagong nuklear - tinatawag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito endoreproduction.

Kaya, ang lahat ng mga yugto ng cell mitosis, mga bahagi, ay sapilitan lamang para sa isang tipikal na proseso.

Sa ilang mga kaso, pangunahin sa magkakaibang mga tisyu, ang mitotic cycle ay sumasailalim sa mga pagbabago. Ang mga selula ng naturang mga tisyu ay nawalan ng kakayahang magparami ng buong organismo, at ang metabolic na aktibidad ng kanilang nucleus ay inangkop sa pag-andar ng socialized tissue.

Ang mga embryonic at meristem na mga cell, na hindi nawala ang pag-andar ng pagpaparami ng buong organismo at nabibilang sa mga hindi nakikilalang mga tisyu, ay nagpapanatili ng buong cycle ng mitosis, kung saan nakabatay ang asexual at vegetative reproduction.

Kung makakita ka ng error, mangyaring i-highlight ang isang piraso ng teksto at i-click Ctrl+Enter.

Ang mga selula ng isang multicellular na organismo ay lubhang magkakaibang sa mga pag-andar na kanilang ginagawa. Ang mga cell ay may iba't ibang tagal ng buhay depende sa kanilang espesyalisasyon. Halimbawa, kinakabahan at mga selula ng kalamnan pagtapos panahon ng embryonic ang mga pag-unlad ay humihinto sa paghahati at paggana sa buong buhay ng organismo. Mga selula ng iba pang mga tisyu - utak ng buto, epidermis, epithelium maliit na bituka- sa proseso ng pagsasagawa ng kanilang tungkulin, mabilis silang namamatay at napapalitan ng mga bago bilang resulta ng tuluy-tuloy paglaganap ng cell.

Kaya, ang siklo ng buhay ng mga selula sa pag-renew ng mga tisyu ay kinabibilangan ng aktibong aktibidad at isang panahon ng paghahati. Ang paghahati ng cell ay sumasailalim sa pag-unlad at paglaki ng mga organismo, ang kanilang pagpaparami, at tinitiyak din ang pag-renew ng sarili ng mga tisyu sa buong buhay ng organismo at ang pagpapanumbalik ng kanilang integridad pagkatapos ng pinsala.

Ang pinakakaraniwang anyo ng pagpaparami ng cell sa mga buhay na organismo ay hindi direktang paghahati, o mitosis. Ang mitosis ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga kumplikadong pagbabago ng nucleus ng cell, na sinamahan ng pagbuo ng mga tiyak na istruktura ng chromosome. Ang mga chromosome ay patuloy na naroroon sa cell, ngunit sa panahon sa pagitan ng dalawang dibisyon - interphase - sila ay nasa despiralized na estado at samakatuwid ay hindi nakikita sa ilalim ng isang light microscope. Sa interphase, ang paghahanda para sa mitosis ay nangyayari, na pangunahing binubuo ng pagdodoble ng DNA (reduplikasyon). Ang hanay ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng paghahanda ng isang cell para sa paghahati, pati na rin sa panahon ng mitosis mismo, ay tinatawag mitotic cycle. Ipinapakita ng figure na pagkatapos makumpleto ang paghahati, ang cell ay maaaring pumasok sa isang panahon ng paghahanda para sa DNA synthesis, na itinalaga ng simbolo G1 . Sa oras na ito, ang RNA at mga protina ay masinsinang na-synthesize sa cell, at ang aktibidad ng mga enzyme na kasangkot sa synthesis ng DNA ay tumataas. Ang cell pagkatapos ay magsisimula ng DNA synthesis. Ang dalawang helice ng lumang molekula ng DNA ay naghihiwalay, at ang bawat isa ay nagiging isang template para sa synthesis ng mga bagong DNA strands. Bilang resulta, ang bawat isa sa dalawang anak na molekula ay kinakailangang may kasamang isang lumang helix at isang bago. Ang bagong molekula ay ganap na magkapareho sa luma. Ito ay malalim biyolohikal na kahulugan: Sa ganitong paraan, ang pagpapatuloy ng genetic na impormasyon ay pinananatili sa hindi mabilang na mga henerasyon ng cell.

Ang tagal ng DNA synthesis sa iba't ibang mga cell ay nag-iiba at mula sa ilang minuto sa bacteria hanggang 6-12 na oras sa mammalian cells. Pagkatapos makumpleto ang DNA synthesis - phase S mitotic cycle - ang cell ay hindi agad nagsisimulang mahati. Ang panahon mula sa pagtatapos ng DNA synthesis hanggang sa simula ng mitosis ay tinatawag na phase G2. Sa panahong ito, nakumpleto ng cell ang paghahanda para sa mitosis: Naiipon ang ATP, na-synthesize ang mga protina ng achromatin spindle, at doble ang mga centriole.

Ang proseso ng mitotic cell division mismo ay binubuo ng apat na yugto: prophase, metaphase, anaphase at telophase.

SA prophase ang dami ng nucleus at ang cell sa kabuuan ay tumataas, ang cell ay nagiging bilugan, ang functional na aktibidad nito ay bumababa o humihinto (halimbawa, amoeboid na paggalaw sa protozoa at sa mga leukocytes ng mas mataas na mga hayop). Kadalasan nawawala ang mga partikular na istruktura ng cell (cilia, atbp.). Ang mga centriole ay nag-iiba sa mga pares patungo sa mga pole, ang mga chromosome ay umiikot at, bilang isang resulta, lumapot at nagiging nakikita. Nagiging imposible ang pagbabasa ng genetic na impormasyon mula sa mga molekula ng DNA: huminto ang synthesis ng RNA at nawawala ang nucleolus. Ang mga filament ng division spindle ay nakaunat sa pagitan ng mga pole ng cell - isang apparatus ang nabuo na nagsisiguro sa pagkakaiba-iba ng mga chromosome sa mga pole ng cell. Sa buong prophase, ang mga chromosome ay patuloy na umiikot, nagiging makapal at maikli. Sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane ay nawasak at ang mga chromosome ay lumilitaw na random na nakakalat sa cytoplasm.

SA metaphase chromosome spiralization umabot sa isang maximum, at pinaikling chromosome rush sa ekwador ng cell, na matatagpuan sa isang pantay na distansya mula sa mga pole. Nabubuo ang isang equatorial, o metaphase, plate. Sa yugtong ito ng mitosis, ang istraktura ng mga chromosome ay malinaw na nakikita, madali silang mabilang at pag-aralan ang kanilang mga indibidwal na katangian.

Ang bawat chromosome ay may isang rehiyon ng pangunahing constriction - ang centromere, kung saan ang spindle thread at mga braso ay nakakabit sa panahon ng mitosis. Sa yugto ng metaphase, ang chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids, na konektado sa isa't isa lamang sa centromere.

Ang lahat ng mga somatic cell ng anumang organismo ay naglalaman ng isang mahigpit na tinukoy na bilang ng mga chromosome. Sa lahat ng mga organismo na kabilang sa parehong species, ang bilang ng mga chromosome sa mga cell ay pareho: sa isang bahay fly - 12, sa Drosophila - 8, sa mais - 20, sa mga strawberry - 56, sa crayfish - 116, sa mga tao - 46 , sa chimpanzees , ipis at paminta - 48. Tulad ng makikita, ang bilang ng mga chromosome ay hindi nakadepende sa taas ng organisasyon at hindi palaging nagpapahiwatig ng phylogenetic na relasyon. Ang bilang ng mga chromosome, samakatuwid, ay hindi nagsisilbing isang katangiang partikular sa uri.

Ang bilang ng mga chromosome sa mga somatic cell ay palaging ipinares. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga selulang ito ay mayroong dalawang chromosome ng parehong hugis at sukat: ang isa ay mula sa paternal organism, ang isa ay mula sa maternal organism. Ang mga kromosom na magkapareho sa hugis at sukat at nagdadala ng parehong mga gene ay tinatawag na homologous. Itinakda ang kromosom somatic cell, kung saan ang bawat chromosome ay may isang pares, ay tinatawag na doble, o set ng diploid, at tinutukoy ng 2n. Ang dami ng DNA na naaayon sa diploid set ng mga chromosome ay itinalaga bilang 2c. Mula sa bawat pares ng homologous chromosome, isa lang ang pumapasok sa germ cell, kaya ang chromosome set ng gametes ay tinatawag walang asawa o haploid.

Ang pag-aaral ng mga detalye ng istruktura ng chromosome ng metaphase plate ay napaka pinakamahalaga para sa pagsusuri ng mga sakit ng tao na dulot ng mga abnormalidad sa istruktura ng mga chromosome.

SA anaphase ang lagkit ng cytoplasm ay bumababa, ang mga sentromere ay pinaghihiwalay, at mula sa sandaling ito ang mga chromatid ay nagiging mga independiyenteng chromosome. Ang mga spindle thread na nakakabit sa sentromere ay humihila ng mga chromosome sa mga pole ng cell, habang ang mga chromosome arm ay passive na sumusunod sa centromere. Kaya, sa anaphase, ang mga chromatids ng mga chromosome ay nadoble sa interphase ay tiyak na naghihiwalay sa mga pole ng cell. Sa sandaling ito, ang cell ay naglalaman ng dalawang diploid set ng mga chromosome (4n4c).

Sa huling yugto - telophase - ang mga chromosome ay nakaka-unwind at despiral. Ang nuclear envelope ay nabuo mula sa mga istruktura ng lamad ng cytoplasm. Sa mga hayop, nahahati ang selula sa dalawa mas maliliit na sukat sa pamamagitan ng pagbuo ng constriction. Sa mga halaman, ang cytoplasmic membrane ay bumangon sa gitna ng cell at umaabot sa paligid, na naghahati sa cell sa kalahati. Matapos ang pagbuo ng isang transverse cytoplasmic membrane, lumilitaw ang isang cellulose wall sa mga cell ng halaman. Kaya, mula sa isang cell ay nabuo ang dalawang anak na cell, kung saan ang namamana na impormasyon ay eksaktong kinokopya ang impormasyong nakapaloob sa cell ng ina. Simula sa unang mitotic division ng isang fertilized egg (zygote), lahat ng daughter cells na nagreresulta mula sa mitosis ay naglalaman ng parehong set ng chromosomes at parehong genes. Samakatuwid, ang mitosis ay isang paraan ng paghahati ng cell na nagsasangkot ng tumpak na pamamahagi genetic na materyal sa pagitan ng mga cell ng anak na babae.

Bilang resulta ng mitosis, ang parehong mga cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isang diploid na hanay ng mga chromosome.

Ang Mitosis ay pinipigilan ng mataas na temperatura mataas na dosis ionizing radiation, ang pagkilos ng mga lason ng halaman. Ang isa sa mga lason na ito, colchicine, ay ginagamit sa cytogenetics: maaari itong magamit upang ihinto ang mitosis sa yugto ng metaphase plate, na ginagawang posible upang mabilang ang bilang ng mga chromosome at bigyan ang bawat isa sa kanila ng isang indibidwal na katangian, i.e., isagawa. karyotyping.

mesa Mitotic cycle at mitosis ( T.L. Bogdanov. Biology. Mga takdang-aralin at pagsasanay. Isang gabay para sa mga aplikante sa mga unibersidad. M., 1991 )

		Prosesong nagaganap sa cell
Interphase (phase sa pagitan ng mga cell division)	Panahon ng presynthetic	Synthesis ng protina. Ang RNA ay na-synthesize sa mga despiralized na molekula ng DNA
	Sintetikong panahon	Ang DNA synthesis ay ang self-duplication ng isang molekula ng DNA. Ang pagtatayo ng pangalawang chromatid kung saan pumasa ang bagong nabuong molekula ng DNA: nakuha ang mga bichromatid chromosome
	Panahon ng postsynthetic	Synthesis ng protina, pag-iimbak ng enerhiya, paghahanda para sa paghahati
	Prophase (unang yugto ng dibisyon)	Bichromatid chromosomes spiral, nucleoli dissolve, centrioles separate, nuclear envelope dissolves, spindle filament ay nabuo
Mga yugto ng mitosis	Metaphase (phase ng akumulasyon ng chromosome)	Ang mga spindle strands ay nakakabit sa mga sentromer ng mga chromosome; ang mga bichromatid chromosome ay puro sa ekwador ng cell
	Anaphase (phase ng chromosome segregation)	Ang mga centromeres ay naghahati, ang mga single-chromatid chromosome ay nakaunat sa pamamagitan ng mga filament ng spindle sa mga cell pole
	Telophase (pagtatapos ng bahagi ng paghahati)	Ang mga single-chromatid chromosome ay despiral, isang nucleolus ang nabuo, ang nuclear membrane ay naibalik, isang partition sa pagitan ng mga cell ay nagsisimulang mabuo sa ekwador, at ang spindle filament ay natutunaw.

Mga tampok ng mitosis sa mga halaman at hayop

Mitosis (karyokinesis) ay isang hindi direktang paghahati ng cell kung saan ang mga sumusunod na yugto ay nakikilala: prophase, metaphase, anaphase at telophase.

1. Ang prophase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) chromonemata spiral, lumapot at paikliin.
2) nawawala ang nucleoli, i.e. Ang chromonema ng nucleolus ay naka-pack sa mga chromosome na may pangalawang constriction, na tinatawag na nucleolar organizer.

3) dalawang sentro ng cell (centrioles) ang nabuo sa cytoplasm at nabuo ang mga filament ng spindle.
4) sa pagtatapos ng prophase, ang nuclear membrane ay nawasak at ang mga chromosome ay napupunta sa cytoplasm. Ang set ng prophase chromosomes ay 2n4c.

2. Ang metaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) ang mga spindle thread ay nakakabit sa sentromere ng mga chromosome at ang mga chromosome ay nagsisimulang gumalaw at pumila sa ekwador ng cell.
2) metaphase ay tinatawag na "pasaporte ng cell", dahil Malinaw na nakikita na ang chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids. Ang mga chromosome ay maximally spiralized, ang mga chromatids ay nagsisimula sa pagtataboy sa isa't isa, ngunit konektado pa rin sa centromere. Sa yugtong ito, pinag-aaralan ang karyotype ng mga selula, dahil ang bilang at hugis ng mga chromosome ay malinaw na nakikita. Ang yugto ay napakaikli.
Ang set ng metaphase chromosomes ay 2n4c.

3. Ang anaphase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
1) ang mga sentromer ng mga chromosome ay nahahati at ang mga kapatid na chromatid ay lumipat sa mga pole ng cell at nagiging mga independiyenteng chromatid, na tinatawag na mga anak na chromosome. Sa bawat poste sa cell mayroong isang diploid na hanay ng mga chromosome.
Ang hanay ng mga anaphase chromosome ay 4n4c.

4. Ang Telophase ay nailalarawan sa pamamagitan ng:
Ang mga single-chromatid chromosome ay despiral sa mga cell pole, nabuo ang nucleoli, at ang nuclear membrane ay naibalik.
Ang set ng telophase chromosome ay 2n2c.
Ang Telophase ay nagtatapos sa cytokinesis. Ang cytokinesis ay ang proseso ng paghahati ng cytoplasm sa pagitan ng dalawang anak na selula. Ang cytokinesis ay nangyayari nang iba sa mga halaman at hayop.
Sa isang selula ng hayop. Lumilitaw ang isang hugis-singsing na constriction sa ekwador ng cell, na nagpapalalim at ganap na nagtali sa cell body. Bilang resulta, dalawang bagong cell ang nabuo na kalahati ng laki ng mother cell. Mayroong maraming actin sa constriction area, i.e. Ang mga microfilament ay may papel sa paggalaw.
Ang cytokinesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng paghihigpit.
Sa isang cell ng halaman. Sa ekwador, sa gitna ng cell, bilang isang resulta ng akumulasyon ng mga vesicle ng dictyosomes ng Golgi complex, nabuo ang isang cell plate, na lumalaki mula sa gitna hanggang sa periphery at humahantong sa dibisyon ng mother cell sa dalawang selula. Kasunod nito, ang septum ay lumalapot dahil sa pagtitiwalag ng selulusa, na bumubuo pader ng cell. Ang cytokinesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng septum.

Biological na kahulugan ng mitosis

Bilang resulta ng mitosis, ang dalawang anak na cell ay nabuo na may parehong hanay ng mga chromosome bilang ang mother cell.

Diagram ng mitosis

Ano ang mitosis at meiosis at anong mga yugto ang mayroon sila? mga cell na may ilang pagkakaiba. Sa panahon ng meiosis, apat na anak na babae nuclei ay nabuo mula sa ina nucleus, kung saan ang bilang ng mga chromosome ay nabawasan ng kalahati. Nagaganap din ang mitosis, ngunit sa ganitong uri lamang ng dalawang anak na selula ang nabuo na may parehong mga kromosom tulad ng mga magulang.

Ganoon din ang meiosis? Ito ay mga biological division procedure na gumagawa ng mga cell na may mga tiyak na chromosome. Ang pagpaparami sa pamamagitan ng mitosis ay nangyayari sa multicellular, kumplikadong mga buhay na organismo.

Mga yugto

Ang mitosis ay nangyayari sa dalawang yugto:

1. Pagdodoble ng impormasyon sa antas ng gene. Dito, ang mga selula ng ina ay namamahagi ng genetic na impormasyon sa kanilang mga sarili. Naka-on sa puntong ito nagbabago ang mga chromosome.
2. Yugto ng mitotic. Binubuo ito ng mga yugto ng panahon.

Ang pagbuo ng cell ay nangyayari sa maraming yugto.

Mga yugto

Ang mitosis ay nahahati sa ilang mga yugto:

• telophase;
• anaphase;
• metaphase;
• prophase.

Ang mga phase na ito ay nangyayari sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod at may sariling mga katangian.

Sa anumang kumplikadong multicellular na organismo, ang mitosis ay kadalasang nagsasangkot ng paghahati ng cell ayon sa isang hindi nakikilalang uri. Sa panahon ng mitosis, ang mother cell ay nahahati sa mga anak na selula, kadalasang dalawa. Ang isa sa kanila ay nagiging tangkay at nagpapatuloy sa paghahati, at ang pangalawa ay tumitigil sa paghahati.

Interphase

Interphase ay paghahanda ng cell sa paghahati. Karaniwan ang yugtong ito ay tumatagal ng hanggang dalawampung oras. Sa oras na ito, maraming iba't ibang mga proseso ang nagaganap, kung saan naghahanda ang mga selula para sa mitosis.

Sa panahong ito, nangyayari ang paghahati ng protina at ang bilang ng mga organel sa istruktura ng DNA ay tumataas. Sa pagtatapos ng paghahati, doble ang mga genetic molecule, ngunit ang bilang ng mga chromosome ay hindi nagbabago. Ang magkaparehong DNA ay pinagdugtong at dalawang chromatid sa isang molekula. Ang mga resultang chromatid ay magkapareho at kapatid.

Matapos makumpleto ang interphase, magsisimula ang tamang mitosis. Binubuo ito ng prophase, metaphase, anaphase at telophase.

Prophase

Ang unang yugto ng mitosis ay prophase. Ito ay tumatagal ng halos isang oras. Ito ay karaniwang nahahati sa ilang mga yugto. Naka-on paunang yugto Sa prophase ng mitosis, ang nucleolus ay lumalaki, na nagreresulta sa pagbuo ng mga molekula. Sa pagtatapos ng yugto, ang bawat chromosome ay binubuo na ng dalawang chromatids. Ang nucleoli at nuclear membrane ay natutunaw, ang lahat ng mga elemento sa cell ay nagkakagulo. Dagdag pa, sa prophase ng mitosis, nabuo ang dibisyon ng achromatin, ang ilan sa mga thread ay dumadaan sa buong cell, at ang ilan ay konektado sa mga gitnang elemento. Sa prosesong ito, ang nilalaman ng genetic code ay nananatiling hindi nagbabago.

Ang bilang ng mga chromosome ay hindi nagbabago sa prophase ng mitosis. Ano pa ang mangyayari? Sa prophase ng mitosis, ang nuclear membrane ay naghiwa-hiwalay, bilang isang resulta kung saan ang mga spiral chromosome ay napupunta sa cytoplasm. Ang mga particle ng disintegrated nuclear membrane ay bumubuo ng maliliit na vesicle ng lamad.

Sa prophase ng mitosis, ang mga sumusunod ay nangyayari: ang selula ng hayop ay nagiging bilog, ngunit sa mga halaman ay hindi ito nagbabago ng hugis.

Metaphase

Pagkatapos ng prophase ay dumating ang metaphase. Sa yugtong ito, ang chromosome spiralization ay umabot sa rurok nito. Ang mga pinaikling chromosome ay nagsisimulang lumipat patungo sa gitna ng cell. Sa panahon ng paggalaw, sila ay matatagpuan nang pantay sa magkabilang bahagi. Dito nabuo ang metaphase plate. Kapag sinusuri ang isang cell, ang mga chromosome ay malinaw na nakikita. Sa panahon ng metaphase, madali silang mabilang.

Matapos ang pagbuo ng metaphase plate, ang hanay ng mga chromosome na likas sa ganitong uri ng cell ay nasuri. Ito ay nangyayari sa pamamagitan ng pagharang sa chromosome segregation gamit ang mga alkaloid.

Ang bawat organismo ay may sariling set ng mga chromosome. Halimbawa, ang mais ay may 20, at ang mga strawberry sa hardin ay may 56. katawan ng tao Mayroong mas kaunting mga kromosom kaysa sa berry, 46 lamang.

Anaphase

Ang lahat ng mga prosesong nagaganap sa prophase ng mitosis ay nagtatapos at nagsisimula ang anaphase. Sa prosesong ito, ang lahat ng mga chromosomal na koneksyon ay nasira at nagsisimulang lumipat sa magkasalungat na direksyon mula sa isa't isa. Sa anaphase, ang mga kaugnay na chromosome ay nagiging independyente. Napupunta sila sa iba't ibang mga cell.

Ang yugto ay nagtatapos sa divergence ng mga chromatid sa mga pole ng cell. Dito rin nangyayari ang pamamahagi ng namamana na impormasyon sa pagitan ng mga cell ng anak na babae at ina.

Telofase

Ang mga kromosom ay matatagpuan sa mga pole. Sa ilalim ng isang mikroskopyo, nagiging mahirap silang makita, habang ang isang nuclear shell ay bumubuo sa kanilang paligid. Ang fission spindle ay ganap na nawasak.

Sa mga halaman, ang lamad ay bumubuo sa gitna ng cell, unti-unting kumakalat sa mga pole. Hinahati nito ang mother cell sa dalawang bahagi. Kapag ang lamad ay ganap na lumaki, lumilitaw ang isang selulusa na pader.

Mga tampok ng mitosis

Maaaring ma-inhibit ang cell division dahil sa mataas na temperatura, pagkakalantad sa mga lason, radiation. Habang nag-aaral ng cell mitosis sa iba't ibang mga multicellular na organismo Maaari kang gumamit ng mga lason na pumipigil sa mitosis sa yugto ng metaphase. Pinapayagan ka nitong pag-aralan ang mga chromosome nang detalyado at magsagawa ng karyotoping.

Mitosis sa talahanayan

Isaalang-alang ang mga yugto ng paghahati ng cell sa talahanayan sa ibaba.

Ang proseso ng mga yugto ng mitosis ay maaari ding masubaybayan sa talahanayan.

Mitosis sa mga hayop at halaman

Ang mga tampok ng prosesong ito ay maaaring inilarawan sa isang comparative table.

Kaya, sinuri namin ang proseso ng paghahati ng cell sa mga organismo at halaman ng hayop, pati na rin ang kanilang mga tampok at pagkakaiba.