Jak se dělí jádro? Typy rozdělení jádra

Každá buňka začíná svůj život, když se odděluje od mateřské a končí existence, a dává příležitost, aby se objevila v jejích dceřiných buňkách. Příroda poskytuje více než jeden způsob dělení jejich jádra v závislosti na jejich struktuře.

Metody rozdělení buněk

Rozdělení jádra závisí na tom typ buňky:

- Binární dělení (vyskytuje se v prokaryotech).

- Amitóza (metoda přímého rozdělení).

- Mitóza (nalezená v eukaryotách).

- Meióza (určená k rozdělení sexuálních buněk).

Typy jaderného štěpení jsou určeny přírodou a odpovídají struktuře buňky a její funkci v makroorganismu nebo samy o sobě.

Binární dělení

Nejčastěji se tento typ vyskytuje v prokaryotických buněk. Spočívá v zdvojení kruhové molekuly DNA. Binární dělení jádra se nazývá tak, protože z mateřské buňky existují dvě identická velikost dcery.

Po genetické hmoty (DNA nebo RNA molekuly), byly odpovídajícím způsobem připraveny, to znamená, že se zdvojnásobil, z buněčné stěny začne tvořit příčnou přepážku, která se postupně zužuje a cytoplasma rozdělí na dvě přibližně stejné části.

Druhý proces dělení se nazývá budoucí, nebo nerovné binární dělení. V tomto případě se na segmentu buněčné stěny objeví výstupek, který postupně roste. Po velikosti "ledviny" a mateřské buňky se budou od sebe oddělovat. Místo buněčné stěny je znovu syntetizován.

Amitóza

Toto dělení Jádro je podobné jádru popsanému výše, s tím rozdílem, že neexistuje duplikace genetického materiálu. Tato metoda byla poprvé popsána biologem Remakem. Tento jev se vyskytuje u patologicky změněných buněk (degenerace nádorů) a je také fyziologickou normou pro jaterní tkáň, chrupavku a rohovku.

Proces jaderného rozdělení se nazývá amitóza, protože buňka si zachovává své funkce a neztratí ji, jako během mitózy. To vysvětluje patologické vlastnosti vlastněné buňkami metodou dělení. Navíc přímé štěpení jádra projde bez štěpného vřetena, proto je chromatin v dceřiných buňkách rozložen nerovnoměrně. Následně tyto buňky nemohou použít mitotický cyklus. Někdy v důsledku amitózy se tvoří mnohojádrové buňky.

Mitosis

Toto je nepřímé rozdělení jádra. Nejčastěji se vyskytuje v eukaryotických buněk. Hlavním rozdílem mezi tímto procesem je to, že dceřiné buňky a mateřská buňka obsahují stejný počet chromozomů. Díky tomu tělo udržuje požadovaný počet buněk a regenerační a růstové procesy jsou také možné. První mitózu v živočišné buňce popsal Flemming.

Proces jaderného rozdělení je v tomto případě rozdělen do mezifáze a přímo mitózy. Interfáze je stav odpočinku buněk v intervalu mezi divizemi. Existuje několik fází:

1. Presyntéza - buňka roste, proteiny a sacharidy se v ní akumulují, ATP (adenosintrifosfát) se aktivně syntetizuje.

2. Syntetické období - genetický materiál se zdvojnásobí.

3. Post-syntetická perioda - buněčné elementy se zdvojnásobují, objevují se proteiny, z nichž je složeno štěpné vřeteno.

Fáze mitózy

Rozdělení jádra eukaryotické buňky je proces, pro který je nutná tvorba dalšího organelle - centrosomu. Je umístěn vedle jádra a jeho hlavní funkcí je vytvoření nové organely - vřetena dělení. Tato struktura pomáhá rovnoměrně rozdělovat chromozomy mezi dceřinné buňky.

Existují čtyři fáze mitózy:

1. Prophase: chromatin v jádru kondenzuje na chromatidy, které se v blízkosti centromeru shromažďují, vytvářejí párové chromozomy. Nukleoly se rozkládají, centrioly se odchylují od pólů buňky. Vřeteno dělení je tvořeno.

2. Metafáze: chromozomy jsou uspořádány v čarce procházející středem buňky, čímž vzniká metafáze.

3. Anaphase: Chromatidy od středu článku se odchylují od pólů a centromery se dělí ve dvou. Tento pohyb je možný díky štěpnému vřetenu, jehož vlákna se dotýkají a protahují chromozomy různými směry.

4. Tělesná fáze: se tvoří jádra dítěte. Chromatidy se opět změní na chromatin, jádro se tvoří a v něm - nukleoly. To končí oddělením cytoplazmy a tvorbou buněčné stěny.

Endomitóza

Zvýšení genetického materiálu, které neposkytuje štěpení jádra, se nazývá endomitóza. To se vyskytuje v rostlinných a živočišných buňkách. V tomto případě nedochází k destrukci cytoplazmy a jádra jádra, ale chromatin se změní na chromozomy a pak opět despiralizuje.

Tento proces umožňuje získat polyploidní jádra, ve kterých se zvyšuje obsah DNA. Podobné se vyskytuje v buňkách tvořících kolonii červené kostní dřeně. Navíc existují případy, kdy se molekuly DNA zdvojnásobí a počet chromozomů zůstává stejný. Jsou nazývány polyetylen a nacházejí se v buňkách hmyzu.

Význam mitózy

Mitotické dělení jádra je metoda udržování konstantního souboru chromozomů. Dceřiné buňky mají stejnou řadu genů jako matka a všechny vlastnosti, které jsou v ní obsaženy. Mitóza je nezbytná pro:

- růst a vývoj mnohobuněčného organismu (z fúze sexuálních buněk);

- pohybující se buňky z nižších vrstev do horní části a nahrazení krevních buněk (erytrocyty, bílé krvinky, krevní destičky);

- obnovení poškozených tkání (u některých zvířat je schopnost regenerace předpokladem přežití, například v mořských hvězdách nebo ještěrech);

- asexuální reprodukce rostlin a některých zvířat (bezobratlí).

Meióza

Mechanismus dělení jader zárodečných buněk je poněkud odlišný od somatických. V důsledku toho produkuje buňky, které mají polovinu genetické informace než jejich předchůdci. To je nezbytné k udržení konstantního počtu chromozomů v každé buňce těla.

Meiosis probíhá ve dvou fázích:

- redukční stupeň;

- rovnocenná fáze.

Správný průběh tohoto procesu je možný pouze v buňkách s rovnoměrným počtem množina chromozomů (diploidní, tetraploid, hexaproic, atd.). Samozřejmě zůstává možnost průchodu meiózy do buněk s nepatrnou sadou chromozomů, ale pak potomstvo nemusí být životaschopné.

Právě tento mechanismus zajišťuje sterilitu v mezidruzných manželstvích. Vzhledem k tomu, že v pohlavních buňkách existují různé sady chromozomů, komplikuje jejich fúzi a výskyt životaschopného nebo úrodného potomstva.

První dělení meiózy

Jméno fází opakuje ty v mitóze: profáze, metafáze, anafáze, telofáze. Existuje však řada významných rozdílů.

1. Prophase: Double set chromozomů dělá sérii transformací, procházející pěti stupních (leptotena, zygoty, Paquita, diplotenní, diakinese). To vše je způsobeno konjugací a přechodem.

Konjugace Je to sblížení homologních chromozomů. V leptotenu se tvoří mezi sebou tenké vlákna, pak v zygotenu jsou chromozomy spojeny v párech a výsledkem jsou struktury čtyř chromatid.

Překročení - proces křížového sdílení chromatidních segmentů mezi sesterskými nebo homologními chromozomy. K tomu dochází v pachytenovém stádiu. Dochází k vytvoření křížení chromozomů (chiasms). V osobě mohou být takové výměny od třiceti pěti do šedesát šest. Výsledkem tohoto procesu je genetická heterogenita výsledného materiálu nebo variabilita pohlavních buněk.

Když začne fáze diplotenů, komplexy čtyř chromatid jsou zničeny a sesterské chromozomy jsou vzájemně propojené. Diakineze dokončí přechod z profáze na metafázi.

2. Metaphase: chromozómy se nacházejí v blízkosti rovníku buňky.

3. Anaphase: chromozómy, které se ještě skládají ze dvou chromatid, se odchylují od pólů buňky.

4. Telofáze: štěpné vřeteno je zničeno, což vede k dvěma buňkám s haploidní sadou chromozomů, které mají dvojnásobné množství DNA.

Druhá divize meiózy

Tento proces se nazývá "mitóza meiózy". V době mezi dvěma fázemi nedochází k zdvojnásobení DNA a ve druhé prophase buňka vstupuje se stejnou sadou chromozomů, která zanechala po telofáze.

1. Prophase: Chromozómy kondenzátu prochází separace buněk centrum (jeho rozdílné zbytky na mobilní póly), s jádrem a obalem se zhroutí a formy rozdělení vřeteno uspořádanou kolmo na vřeteno prvního dělení.

2. Metaphase: chromozómy jsou umístěny na rovníku, vytváří se metafáze.

3. Anaphase: chromozomy jsou rozděleny na chromatidy, které se liší různými směry.

4. Telofáze: v dceřiných buňkách vzniká jádro, chromatidy jsou despiralizovány na chromatin.

Na konci druhé fáze máme z jedné rodičovské buňky čtyři děti s poloviční sadou chromozomů. Pokud meióza probíhá ve spojení s zárodečné linie (to znamená, že tvorba pohlavních buněk), divize jsou výrazně nerovnoměrné, a je tvořena jedinou buňkou s haploidní sadu chromozomů a tři redukční tele, která nenese nezbytné genetické informace. Jsou nezbytné, aby se udrželo pouze polovina genetického materiálu mateřské buňky ve vaječné buňce a buňkách spermií. Navíc tato forma jaderného štěpení poskytuje vzhled nových kombinací genů, stejně jako dědičnost čistých alel.

U prvoků existuje varianta meiózy, kdy v první fázi dochází pouze k jedné divizi a druhé k přechodu. Vědci naznačují, že tato forma je evolučním předchůdcem obvyklé meiózy mnohobuněčných organismů. Možná existují i ​​jiné způsoby rozdělení jádra, které vědci ještě neví.