Faza finală în mitoză este mitoza - faze ale mitozei

Există patru faze de mitoză: profaza, metafaza, anafaza si telofaza. LA profaza clar vizibil centrioli- formațiuni situate în centrul celular și care joacă un rol în diviziunea cromozomilor fiice ai animalelor. (Amintiți-vă că plante superioare nu există centrioli în centrul celulei, care organizează diviziunea cromozomilor). Să ne uităm la mitoză ca exemplu. celulă animală, deoarece prezența unui centriol face ca procesul de diviziune a cromozomilor să fie mai vizual. Centriolii se divid și diverg către diferiți poli ai celulei. De la centrioli, microtubulii se extind, formând fire de fus, care reglează divergența cromozomilor către polii unei celule în diviziune.
La sfârșitul profazei, membrana nucleară se dezintegrează, nucleolul dispare treptat, cromozomii se spiralizează și ca urmare se scurtează și se îngroașă și pot fi deja observați la microscop cu lumină. Ele sunt și mai bine văzute în următoarea etapă a mitozei - metafaza.
În metafază, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. Se vede clar că fiecare cromozom, format din două cromatide, are o constricție - centromer. Cromozomii sunt atașați prin centromerii lor de firul fusului. După divizarea centromerului, fiecare cromatidă devine un cromozom fiică independent.
Apoi urmează următoarea etapă a mitozei - anafaza, timp în care cromozomii fiice (cromatidele unui cromozom) diverg către diferiți poli ai celulei.
Următoarea etapă a diviziunii celulare este telofaza. Începe după ce cromozomii fiice, formați dintr-o cromatidă, au ajuns la polii celulei. În această etapă, cromozomii sunt din nou despiralizați și capătă aceeași formă pe care o aveau înainte de începerea diviziunii celulare în interfază (filamente lungi și subțiri). În jurul lor ia naștere o înveliș nuclear, iar în nucleu se formează un nucleol, în care sunt sintetizați ribozomii. În procesul de diviziune a citoplasmei, toate organitele (mitocondrii, complex Golgi, ribozomi etc.) sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform între celulele fiice.
Astfel, ca urmare a mitozei, dintr-o celulă se obțin două celule, fiecare având un număr și o formă caracteristice de cromozomi pentru un anumit tip de organism și, în consecință, o cantitate constantă de ADN.
Întregul proces de mitoză durează în medie 1-2 ore.Durata sa este oarecum diferită pt tipuri diferite celule. Depinde și de condițiile mediului extern (temperatură, regim de lumină și alți indicatori).
Semnificația biologică a mitozei constă în faptul că asigură constanta numărului de cromozomi din toate celulele corpului. Toate celulele somatice se formează ca urmare a diviziunii mitotice, care asigură creșterea organismului. În procesul de mitoză, distribuția substanțelor cromozomilor celulei mamă este strict egală între cele două celule fiice care decurg din aceasta. Ca urmare a mitozei, toate celulele corpului primesc aceeași informație genetică.

Dintre toate interesante și destule subiecte dificileîn biologie, merită evidențiate două procese de diviziune celulară în organism - meioza si mitoza. La început poate părea că aceste procese sunt aceleași, deoarece în ambele cazuri are loc diviziunea celulară, dar de fapt există o diferență între ele. mare diferență. În primul rând, trebuie să te ocupi de mitoză. Care este acest proces, care este interfaza mitozei și în ce rol joacă ele corpul uman? Mai multe despre acest lucru și vor fi discutate în acest articol.

Un proces biologic complex care este însoțit de diviziunea celulară și distribuția cromozomilor între aceste celule - toate acestea se pot spune despre mitoză. Datorită lui, cromozomii care conțin ADN sunt distribuiti uniform între celulele fiice ale corpului.

Există 4 faze principale ale procesului de mitoză. Toate sunt interconectate, deoarece fazele trec fără probleme de la una la alta. Prevalența mitozei în natură se datorează faptului că el este implicat în procesul de diviziune a tuturor celulelor, inclusiv a mușchilor, a nervilor și așa mai departe.

Pe scurt despre interfaza

Înainte de a intra în starea de mitoză, celula care se divide intră în perioada de interfază, adică crește. Durata interfazei poate dura mai mult de 90% din timpul total al activității celulei în modul normal..

Interfaza este împărțită în 3 perioade principale:

• faza G1;
• faza S;
• faza G2.

Toate trec într-o anumită secvență. Să luăm în considerare fiecare dintre aceste faze separat.

Interfaza - componente principale (formula)

Faza G1

Această perioadă se caracterizează prin pregătirea celulei pentru diviziune. Acesta crește în volum pentru următoarea fază a sintezei ADN-ului.

faza S

Aceasta este următoarea etapă a procesului de interfază, în care celulele corpului se divid. De regulă, sinteza majorității celulelor are loc pentru o perioadă scurtă de timp. După diviziunea celulară, celulele nu cresc în dimensiune, dar începe ultima fază.

Faza G2

Etapa finală a interfazei, în timpul căreia celulele continuă să sintetizeze proteine, în timp ce cresc în dimensiune. În această perioadă, celula are încă nucleoli. De asemenea, în ultima parte a interfazei, are loc duplicarea cromozomilor, iar suprafața nucleului în acest moment este acoperită cu o înveliș specială care are o funcție de protecție.

Pe o notă! La sfârșitul celei de-a treia faze, apare mitoza. De asemenea, include mai multe etape, după care are loc diviziunea celulară (acest proces în medicină se numește citokineză).

Stadiile mitozei

După cum sa menționat mai devreme, mitoza este împărțită în 4 etape, dar uneori pot fi mai multe. Mai jos sunt cele principale.

Masa. Descrierea principalelor faze ale mitozei.

Important! Durata procesului complet de mitoză, de regulă, nu este mai mare de 1,5-2 ore. Durata poate varia în funcție de tipul de celulă care este divizată. De asemenea, durata procesului este afectată de factori externi cum ar fi modul de lumină, temperatura și așa mai departe.

Ce rol biologic joacă mitoza?

Acum să încercăm să înțelegem caracteristicile mitozei și importanța acesteia în ciclul biologic. în primul rând, asigură numeroase procese vitale ale organismului, printre care – dezvoltarea embrionară.

Mitoza este, de asemenea, responsabilă pentru repararea țesuturilor și organe interne trup după diferite feluri daune care au ca rezultat regenerare. În procesul de funcționare, celulele mor treptat, dar cu ajutorul mitozei, integritatea structurală a țesuturilor este menținută în mod constant.

Mitoza asigură păstrarea unui anumit număr de cromozomi (corespunde numărului de cromozomi din celula mamă).

Video - Caracteristici și tipuri de mitoză

• 1) În profază, volumul nucleului crește, iar din cauza spiralizării cromatinei se formează cromozomi. Până la sfârșitul profazei, se vede că fiecare cromozom este format din două cromatide. Treptat, nucleolii și membrana nucleară se dizolvă, iar cromozomii sunt localizați aleatoriu în citoplasma celulei. În citoplasma celulei există un mic corp granular numit centriol. La începutul profazei, centriolul se divide, iar centriolii fiice se deplasează la capetele opuse ale celulei. Din fiecare centriol pleacă filamente subțiri sub formă de raze, formând o stea; între centrioli ia naștere un fus, format dintr-un număr de filamente protoplasmatice numite filamente fuse. Aceste filamente sunt construite dintr-o proteină similară ca proprietăți cu proteinele contractile ale fibrelor musculare. Sunt dispuse sub forma a doua conuri, pliate de la baza la baza, astfel incat fusul sa fie ingust la capete, sau poli, langa centrioli, si lat in centru, sau la ecuator. Firele fusului se întind de la ecuator până la poli; sunt formate din protoplasma mai densă a nucleului. Fusul este o structură specifică: cu ajutorul unui micromanipulator se poate introduce în celulă un ac subțire și se poate mișca axul cu acesta. Fusoarele izolate din celulele în diviziune conțin proteine, în principal un fel de proteină, precum și o cantitate mică de ARN. Pe măsură ce centriolii se separă și se formează fusul, cromozomii din nucleu se scurtează, devin mai scurti și mai groși. Dacă mai devreme nu se vedea că sunt formate din două elemente, acum se observă clar.
• 2) Prometafaza începe cu dezintegrarea rapidă a învelișului nuclear în fragmente mici care nu se pot distinge de fragmentele reticulului endoplasmatic. Cromozomii de pe fiecare parte a centromerului în prometafază formează structuri speciale numite cinetocori. Se atașează la un grup special de microtubuli numite filamente kinetocor sau microtubuli kinetochore. Aceste filamente se extind de pe ambele părți ale fiecărui cromozom, rulează în direcții opuse și interacționează cu filamentele fusului bipolar. În acest caz, cromozomii încep să se miște intens.
• 3) Metafaza. Cromatidele sunt atașate de fibrile fusului prin cinetocori. Odată conectate la ambii centrozomi, cromatidele se deplasează spre ecuatorul fusului până când centromerii lor se aliniază de-a lungul ecuatorului fusului perpendicular pe axa acestuia. Acest lucru permite cromatidelor să se deplaseze liber spre polii lor respectivi. Amplasarea cromozomilor caracteristice metafazei este foarte importantă pentru segregarea cromozomilor, adică. segregarea cromatidelor surori. Dacă un cromozom individual „încetinește” mișcarea sa către ecuatorul fusului, debutul anafazei este, de obicei, întârziat. Metafaza se termină cu separarea cromatidelor surori.
• 4) Anafaza durează de obicei doar câteva minute. Anafaza începe cu o divizare bruscă a fiecărui cromozom, care este cauzată de separarea cromatidelor surori la joncțiunea lor la centromer.

Acest clivaj de separare a kinetocorilor este independent de alte evenimente mitotice și are loc chiar și în cromozomi care nu sunt atașați fusului mitotic. Permite forțelor polare ale fusului care acționează asupra plăcii metafazate să înceapă să miște fiecare cromatidă către polii axului respectiv cu o rată de aproximativ 1 µm/min. Dacă nu ar exista fire de ax, atunci cromozomii ar fi împinși în toate direcțiile, dar datorită prezenței acestor fire, un set complet de cromozomi fiice este colectat la un pol, iar celălalt la celălalt. În timpul deplasării către poli, cromozomii iau de obicei o formă de V, cu vârful îndreptat spre pol. Centromerul este situat în partea de sus, iar forța care face ca cromozomul să se miște spre pol este aplicată centromerului. Cromozomii care și-au pierdut centromerul în timpul mitozei nu se mișcă deloc.

5) Telofaza începe după ce cromozomii fiice, formați dintr-o cromatidă, au ajuns la polii celulei. În această etapă, cromozomii sunt din nou despiralizați și capătă aceeași formă pe care o aveau înainte de începerea diviziunii celulare în interfază (filamente lungi și subțiri). În jurul lor ia naștere o înveliș nuclear, iar în nucleu se formează un nucleol, în care sunt sintetizați ribozomii. În procesul de diviziune a citoplasmei, toate organitele sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform între celulele fiice. Aceasta completează diviziunea nucleară, numită și cariocineză; apoi corpul celular se divide, sau citokineza.

Tabelul 2. Fazele mitozei

În cele mai multe cazuri, întregul proces de mitoză durează de la 1 la 2 ore.La plante, diviziunea are loc prin formarea unei așa-numite plăci celulare care separă citoplasma; ia naștere în regiunea ecuatorială a fusului și apoi crește în toate direcțiile, ajungând la peretele celular. Materialul plăcii celulare este produs de reticulul endoplasmatic. Apoi, fiecare dintre celulele fiice formează o membrană citoplasmatică pe partea sa a plăcii celulare și, în cele din urmă, pereții celulari de celuloză se formează pe ambele părți ale plăcii.

Frecvența mitozelor în diferite țesuturi și în diferite specii diferă brusc. De exemplu, cu roșu măduvă osoasă un om, unde se formează 10.000.000 de globule roșii în fiecare secundă, ar trebui să apară 10.000.000 de mitoze în fiecare secundă.

Unul dintre procese criticeîn dezvoltarea individuală a unui organism viu este mitoza. În acest articol, vom încerca pe scurt și clar să explicăm ce procese au loc în timpul diviziunii celulare, vom vorbi despre semnificație biologică mitoză.

Definirea conceptului

Din manualele de biologie pentru clasa a 10-a, știm că mitoza este diviziunea celulară, în urma căreia dintr-o celulă mamă se formează două celule fiice cu același set de cromozomi.

Tradus din limba greacă veche, termenul „mitoză” înseamnă „fir”. Este ca o legătură între celulele vechi și cele noi, în care este stocat codul genetic.

Procesul de diviziune în ansamblu începe de la nucleu și se termină cu citoplasmă. Este denumit ciclu mitotic, care constă din stadiul de mitoză și interfază. Ca rezultat al diviziunii unei celule somatice diploide, se formează două celule fiice. Datorită acestui proces, are loc o creștere a numărului de celule tisulare.

Stadiile mitozei

Pe baza caracteristicilor morfologice, procesul de divizare este împărțit în următoarele etape:

• Profaza ;

În această etapă, nucleul se condensează, cromatina se condensează în interiorul său, care se răsucește într-o spirală, cromozomii sunt priviți la microscop.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Sub influența enzimelor, nucleii și membranele lor se dizolvă, cromozomii din această perioadă sunt aranjați aleatoriu în citoplasmă. Mai târziu, are loc separarea centriolilor de poli, se formează un fus de diviziune celulară, ale cărui fire sunt atașate de poli și cromozomi.

Această etapă este caracterizată de dublarea ADN-ului, dar perechile de cromozomi încă se țin unul de celălalt.

Înainte de etapa de profază, celula vegetală are o fază pregătitoare - preprofază. Care este pregătirea celulei pentru mitoză poate fi înțeles în această etapă. Se caracterizează prin formarea unui inel de preprofază, a fragmozomilor și a nucleării microtubulilor în jurul nucleului.

• prometafaza ;

În această etapă, cromozomii încep să se miște și se îndreaptă spre cel mai apropiat pol.

In multe mijloace didactice preprofaza și prometofază sunt clasificate ca profază.

• metafaza ;

Pe stadiul inițial cromozomii sunt localizați în partea ecuatorială a fusului, astfel încât presiunea polilor acționează uniform asupra lor. În această etapă, numărul de microtubuli fusi este în continuă creștere și reînnoire.

Cromozomii se aliniază în perechi într-o spirală de-a lungul ecuatorului fusului, într-o ordine strictă. Cromatidele se desprind treptat, dar totuși se țin de firele fusului.

• Anafaza ;

În această etapă are loc o alungire a cromatidelor care diverg treptat spre poli, pe măsură ce firele fusului se contractă. Se formează cromozomi fiice.

Din punct de vedere al timpului, aceasta este cea mai scurtă fază. Cromatidele surori se separă brusc și se mută la poli diferiți.

• Telofază ;

Este ultima fază a diviziunii când cromozomii se lungesc și se formează o nouă înveliș nuclear lângă fiecare pol. Firele care compun axul sunt complet distruse. În această etapă, citoplasma se divide.

Completare ultima etapă coincide cu diviziunea celulei mamă, care se numește citokineză. Depinde de trecerea acestui proces câte celule se formează în timpul diviziunii, pot fi două sau mai multe.

Orez. 1. Stadiile mitozei

Înţeles Mitosis

Semnificația biologică a procesului de diviziune celulară este incontestabilă.

• Datorită lui, este posibil să se mențină un set constant de cromozomi.
• Reproducerea unei celule identice este posibilă numai prin mitoză. În acest fel, celulele pielii, epiteliul intestinal, globulele roșii, ciclu de viață care este doar 4 luni.
• Copierea și, prin urmare, păstrarea informațiilor genetice.
• Asigurarea dezvoltării și creșterii celulelor, datorită cărora se formează un organism multicelular dintr-un zigot unicelular.
• Cu ajutorul unei astfel de diviziuni, regenerarea părților corpului este posibilă la unele organisme vii. De exemplu, razele unei stele de mare sunt restaurate.

Orez. 2. Regenerarea stelelor de mare

• Securitate reproducere asexuată. De exemplu, înmugurirea hidrei, precum și înmulțirea vegetativă a plantelor.

Orez. 3. Inmugurire de hidra

Ce am învățat?

Diviziunea celulară se numește mitoză. Datorită lui, informația genetică a celulei este copiată și stocată. Procesul se desfășoară în mai multe etape: fază pregătitoare, profază, metafază, anafază, telofază. Ca rezultat, se formează două celule fiice, care sunt complet similare cu celula mamă inițială. În natură, importanța mitozei este mare, deoarece datorită acesteia, dezvoltarea și creșterea unicelulare și organisme pluricelulare, regenerarea unor părți ale corpului, reproducerea asexuată.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.6. Evaluări totale primite: 353.

Secvența fazelor ciclului mitotic este prezentată în fig. 4.

Orez. 4. Fazele mitozei

Profaza.În profază, nucleul se mărește, iar firele cromozomiale devin clar vizibile în el, care în acest moment sunt deja spiralate.

Fiecare cromozom după reduplicare în interfază este format din două cromatide surori conectate printr-un centromer. La sfârșitul profazei, învelișul nuclear și nucleolii dispar de obicei. Uneori, nucleolul dispare în următoarea fază a mitozei. La pregătiri, se pot găsi întotdeauna profaze timpurii și târzii și le pot compara între ele. Modificările sunt clar vizibile: nucleolul și învelișul nucleului dispar. Șuvițele cromozomiale sunt văzute mai clar în profaza târzie și nu este neobișnuit să observăm că sunt dublate. În profază, există și o divergență de centrioli, care formează doi poli ai celulei.

prometafazaîncepe cu dezintegrarea rapidă a membranei nucleare în fragmente mici care nu se pot distinge de fragmentele reticulului endoplasmatic (Fig. 5). Cromozomii de pe fiecare parte a centromerului în prometafază formează structuri speciale numite cinetocori. Se atașează la un grup special de microtubuli numite filamente kinetocor sau microtubuli kinetochore. Aceste filamente se extind de pe ambele părți ale fiecărui cromozom, rulează în direcții opuse și interacționează cu filamentele fusului bipolar. În acest caz, cromozomii încep să se miște intens.

Orez. 5. Prometafaza (figura stelei părinte este aliniată) într-o celulă nepigmentată. Colorat cu hematoxilină de fier conform Heidenhain. Mărire medie

Metafaza. După ce învelișul nuclear dispare, se poate observa că cromozomii au atins spiralizarea maximă, se scurtează și se deplasează spre ecuatorul celulei, situată în același plan. Centriolii localizați la polii celulei completează formarea fusului de diviziune, iar firele acestuia sunt atașate de cromozomii din regiunea centromerului. Centromerii tuturor cromozomilor sunt în același plan ecuatorial, iar brațele pot fi situate deasupra sau dedesubt. Această poziție a cromozomilor este convenabilă pentru numărarea și studierea morfologiei.

Anafazaîncepe cu o contracție a filamentelor fusului de fisiune, datorită căreia poate fi situat deasupra sau dedesubt. Toate acestea sunt convenabile pentru numărarea numărului de cromozomi, studierea morfologiei acestora și împărțirea centromerilor. În anafaza mitozei, regiunea centromeră a fiecăruia dintre cromozomii cu două cromatide este divizată, ceea ce duce la separarea cromatidelor surori și transformarea lor în cromozomi independenți (raportul formal dintre numărul de cromozomi și molecule de ADN este 4n4c).

Așa are loc distribuția exactă a materialului genetic și la fiecare pol există același număr de cromozomi pe care celula originală avea înainte de a fi duplicați.

Mișcarea cromatidelor către poli are loc datorită contracției filamentelor de întindere și a alungirii filamentelor de susținere ale fusului mitotic.

Telofază. După finalizarea divergenței cromozomilor către polii celulei mamă, se formează două celule fiice în telofază, fiecare dintre ele primește un set complet de cromozomi monocromatizi ai celulei mamă (formula 2n2c pentru fiecare dintre celulele fiice).

În telofază, cromozomii de la fiecare pol suferă despiralizare, adică. proces opus a ceea ce se întâmplă în profază. Contururile cromozomilor își pierd claritatea, fusul mitotic este distrus, învelișul nuclear este restaurat și apar nucleoli. Diviziunea nucleelor ​​celulare se numește cariocineză (Fig. 6).

Apoi, din phragmoplast se formează perete celular, care împarte întregul conținut al citoplasmei în două părți egale. Acest proces se numește citokineză. Așa se termină mitoza.

Orez. 6. Fazele mitozei la diferite plante

Orez. 7. Distribuția cromozomilor omologi și a genelor conținute în aceștia în timpul ciclului mitotic într-un organism ipotetic (2n = 2) generații și continuitatea genetică a vieții în cazul reproducerii asexuate a organismelor.

Termeni si concepte de baza: anafaza; celula fiică; interfaza; celula maternă (părinte); metafaza; mitoza (perioada M); ciclu mitotic (celular); perioada postsintetică (G 2); perioada presintetică (G 1); profază; cromatide surori; perioada sintetică (S); telofaza; cromatidă; cromatina; cromozom; centromer.