Интерфаза картинки: “Фазы митоза” таблица – интерфаза, профаза и анафаза, кратко

МИТОЗ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 20. Москва, 2012, стр. 465-466

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Е. А. Смирнова

МИТО́З (от греч. μίτος – нить и …оз), спо­соб де­ле­ния эу­ка­рио­ти­че­ских кле­ток, при ко­то­ром ка­ж­дая из двух до­чер­них кле­ток по­лу­ча­ет ге­не­тич. ма­те­ри­ал, иден­тич­ный ис­ход­ной клет­ке; один из осн. ме­ха­низ­мов ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия поч­ти всех пред­ста­ви­те­лей рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го ми­ра. Час­то М. на­зы­ва­ют толь­ко де­ле­ние яд­ра (ка­рио­ки­нез, или не­пря­мое де­ле­ние клет­ки). Пе­ри­од ме­ж­ду дву­мя де­ле­ния­ми на­зы­ва­ют ин­тер­фа­зой. Вме­сте с М. ин­тер­фа­за со­став­ля­ет жиз­нен­ный цикл клет­ки (см. Кле­точ­ный цикл).

В 1855 Р. Вир­хов вы­дви­нул идею о том, что все клет­ки яв­ля­ют­ся по­том­ка­ми су­ще­ст­во­вав­ших ра­нее ро­ди­тель­ских кле­ток. В 1874 рос. бо­та­ник И. Д. Чис­тя­ков опи­сал ряд ста­дий (фаз) М. в спо­рах плау­нов, ещё яс­но не пред­став­ляя се­бе их по­сле­до­ва­тель­ность. Де­таль­ные ис­сле­до­ва­ния М. впер­вые про­ве­де­ны нем. бо­та­ни­ком Э. Страс­бур­ге­ром на рас­те­ни­ях (1876–79) и В. Флем­мин­гом на жи­вот­ных (1882). По­след­ний впер­вые ис­поль­зо­вал тер­мин «М.» для опи­са­ния про­цес­са фор­ми­ро­ва­ния пар­ных ни­тей (на­зван­ных позд­нее хро­мо­со­ма­ми) в яд­рах де­ля­щих­ся кле­ток. На ос­но­ва­нии этих и ря­да др. дан­ных бы­ло окон­ча­тель­но ус­та­нов­ле­но, что ка­ж­дая клет­ка од­но­го и то­го же ор­га­низ­ма име­ет по­сто­ян­ное для всех осо­бей од­но­го ви­да чис­ло хро­мо­сом и что все клет­ки мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов, за ис­клю­че­ни­ем по­ло­вых, ди­п­ло­ид­ны (со­дер­жат две ко­пии ка­ж­дой хро­мо­со­мы; од­на ко­пия по­лу­че­на от ма­те­ри с яй­це­клет­кой, дру­гая от от­ца со спер­ма­то­зои­дом). Био­ло­гич. смысл М. за­клю­ча­ет­ся в со­хра­не­нии ди­п­ло­ид­но­го на­бо­ра хро­мо­сом от по­ко­ле­ния к по­ко­ле­нию кле­ток, т. е. в точ­ном и без­оши­боч­ном рас­пре­де­ле­нии хро­мо­сом ме­ж­ду до­чер­ни­ми клет­ка­ми.

Схема последовательных стадий митоза.

В про­цес­се М. ус­лов­но вы­де­ля­ют неск. ста­дий, по­сте­пен­но пе­ре­хо­дя­щих друг в дру­га: про­фа­за, про­ме­та­фа­за, ме­та­фа­за, ана­фа­за, те­ло­фа­за и ци­то­ки­нез. Дли­тель­ность ста­дий М. раз­лич­на и за­ви­сит от ти­па тка­ни, фи­зио­ло­гич. со­стоя­ния ор­га­низ­ма, внеш­них фак­то­ров; наи­бо­лее про­дол­жи­тель­ны про­фа­за и те­ло­фа­за. В ин­тер­фаз­ном яд­ре хро­мо­со­мы вы­гля­дят как клу­бок тон­ких ни­тей, раз­ли­чи­мых толь­ко под элек­трон­ным мик­ро­ско­пом. К кон­цу ин­тер­фа­зы про­ис­хо­дит ре­п­ли­ка­ция ДНК, в ре­зуль­та­те че­го ка­ж­дая хро­мо­со­ма ока­зы­ва­ет­ся со­стоя­щей из двух иден­тич­ных по­ло­ви­нок – хро­ма­тид, до­воль­но жё­ст­ко со­еди­нён­ных в об­лас­ти цен­тро­ме­ры; на­чи­на­ет­ся сбор­ка мик­ро­тру­бо­чек (эле­мен­тов ци­то­ске­ле­та) для фор­ми­ро­ва­ния ве­ре­те­на де­ле­ния (рис.). В по­сто­ян­но раз­мно­жаю­щих­ся клет­ках мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов пер­вым при­зна­ком М. яв­ля­ет­ся на­ча­ло кон­ден­са­ции хро­мо­сом, ко­гда они уко­ра­чи­ва­ют­ся, од­но­вре­мен­но утол­ща­ют­ся и ста­но­вят­ся раз­ли­чи­мы­ми в све­то­вом мик­ро­ско­пе. В ци­то­плаз­ме фор­ми­ру­ет­ся ве­ре­те­но де­ле­ния, или ми­то­тич. ве­ре­те­но, уча­ст­вую­щее в рас­хо­ж­де­нии хро­мо­сом; в клет­ке в этот пе­ри­од вид­ны два по­лю­са де­ле­ния, со­стоя­щие из па­ры цен­трио­лей, и от­хо­дя­щие от них ни­ти ве­ре­те­на, пред­став­ляю­щие со­бой пуч­ки мик­ро­тру­бо­чек. Эта ста­дия М. на­зы­ва­ет­ся про­фа­зой.

Про­ме­та­фа­за на­чи­на­ет­ся с раз­ру­ше­ния обо­лоч­ки, ок­ру­жаю­щей яд­ро. По­сле это­го с ка­ж­дой сто­ро­ны цен­тро­ме­ры хро­мо­сом, рас­по­ла­гаю­щих­ся в ци­то­плаз­ме, об­ра­зу­ют­ся осо­бые струк­ту­ры – ки­не­то­хо­ры, ко­то­рые при­кре­п­ляют­ся к спец. груп­пе ни­тей ми­то­тич. ве­ре­те­на, на­зы­вае­мых ки­не­то­хор­ны­ми мик­ро­тру­боч­ка­ми. Взаи­мо­дей­ст­вие по­след­них с др. ни­тя­ми ве­ре­те­на обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние всех хро­мо­сом в центр. об­ласть ве­ре­те­на, в его т. н. эк­ва­то­ри­аль­ную зо­ну. На ста­дии ме­та­фа­зы на­хо­дя­щие­ся в цен­тре ве­ре­те­на хро­мо­со­мы вы­страи­ва­ют­ся в ме­та­фаз­ную пла­стин­ку, пер­пен­ди­ку­ляр­ную оси ве­ре­те­на. При этом цен­тро­ме­ры хро­мо­сом рас­по­ла­га­ют­ся на рав­ном рас­стоя­нии от обо­их по­лю­сов. Син­тез бел­ка в этой ста­дии М. зна­чи­тель­но сни­жа­ет­ся. Клет­ки ста­но­вят­ся осо­бен­но чув­ст­ви­тель­ны­ми к ох­ла­ж­де­нию, к не­ко­то­рым со­еди­не­ни­ям (в т. ч. к кол­хи­ци­ну), чьё воз­дей­ст­вие раз­ру­ша­ет ве­ре­те­но де­ле­ния.

Ана­фа­за ха­рак­те­ри­зу­ет­ся тем, что связь ме­ж­ду се­ст­рин­ски­ми хро­ма­ти­да­ми в со­ста­ве хро­мо­со­мы раз­ру­ша­ет­ся и две не­за­ви­си­мые друг от дру­га груп­пы хро­мо­сом дви­жут­ся в про­ти­во­по­лож­ных на­прав­ле­ни­ях – к по­лю­сам ми­то­тич. ве­ре­те­на. За­тем, на ста­дии те­ло­фа­зы, хро­мо­со­мы в со­ста­ве ка­ж­дой из двух групп де­кон­ден­си­ру­ют­ся и во­круг них фор­миру­ет­ся ядер­ная обо­лоч­ка. За­вер­ша­ет­ся М. ци­то­ки­не­зом – раз­де­ле­ни­ем те­ла ма­те­рин­ской клет­ки на две пол­но­стью са­мо­стоя­тель­ные до­чер­ние клет­ки. В этом про­цес­се уча­ст­ву­ет осо­бая струк­ту­ра клет­ки – кон­трак­тиль­ное коль­цо, ко­то­рое об­ра­зу­ет­ся из мик­ро­фи­ла­мен­тов ци­то­ске­ле­та в са­мом на­ча­ле те­ло­фа­зы и рас­по­ла­га­ет­ся в ви­де поя­ска под плаз­ма­тич. мем­бра­ной. Со­кра­ща­ясь, коль­цо спо­соб­ст­ву­ет фор­ми­ро­ва­нию на мем­бране уг­луб­ляю­щей­ся бо­роз­ды, ко­то­рая в ко­неч­ном ито­ге пе­ре­жи­ма­ет ци­то­плаз­му и раз­де­ля­ет ро­ди­тель­скую клет­ку на две до­чер­ние. Точ­ное рас­пре­де­ле­ние хро­мо­сом ме­ж­ду до­чер­ни­ми клет­ка­ми обес­пе­чи­ва­ет ста­биль­ность пе­ре­да­чи ге­не­тич. ма­те­риа­ла от ро­ди­те­лей по­том­кам и, сле­до­ва­тель­но, не­об­хо­ди­мо для вы­жи­ва­ния ор­га­низ­мов. Пра­виль­ность рас­хо­ж­де­ния хро­мо­сом у всех ор­га­низ­мов кон­тро­ли­ру­ет­ся т. н. точ­ка­ми про­вер­ки – био­хи­мич. ме­ха­низ­ма­ми, ко­то­рые ос­та­нав­ли­ва­ют или от­кла­ды­ва­ют де­ле­ние до то­го мо­мен­та, ко­гда оп­ре­де­лён­ные со­бы­тия не за­вер­шат­ся или не про­изой­дёт их кор­рек­ти­ро­ва­ние. Про­дол­жи­тель­ность М. в жи­вот­ных клет­ках со­став­ля­ет в сред­нем 30–60 мин, в рас­ти­тель­ных – 2–3 ча­са.

Воз­дей­ст­вия ми­то­ток­сич. ядов (напр., кол­хи­ци­на), разл. экс­тре­маль­ных фак­то­ров (ио­ни­зи­рую­щее из­лу­че­ние, ги­по­тер­мия и др.), а так­же ви­рус­ных ин­фек­ций мо­гут вы­зы­вать на­ру­ше­ние пра­виль­но­го те­че­ния М. Не­ко­то­рые на­ру­ше­ния М. при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию по­ли­плои­дов (с крат­ным уве­ли­че­ни­ем на­бо­ра хро­мо­сом в клет­ках ор­га­низ­ма), ко­то­рые от­ли­ча­ют­ся от ди­п­лои­дов круп­ны­ми раз­ме­ра­ми, по­вы­шен­ным со­дер­жа­ни­ем бел­ка, уг­ле­во­дов и ря­да др. ве­ществ, ус­той­чи­во­стью к разл. не­бла­го­при­ят­ным фак­то­рам внеш­ней сре­ды и др. по­лез­ны­ми при­зна­ка­ми. По­ли­плои­ды яв­ля­ют­ся важ­ным ис­точ­ни­ком из­мен­чи­во­сти и мо­гут быть ис­поль­зо­ва­ны как ма­те­ри­ал для се­лек­ции.

Стадии митоза

☰

Профаза — спирализация хромосом

• Спирализация хромосом.
• Исчезновение ядрышек.
• Распад ядерной оболочки.
• Начало образования веретена деления.

Прометафаза — к хромосомам прикрепляются нити веретена деления

• Прикрепление хромосом к нитям веретена и их движение к экваториальной плоскости клетки.

Метафаза — хромосомы выстраиваются на экваторе

• Каждая хромосома стабилизируется в экваториальной плоскости за счет двух нитей, идущих с разных полюсов.

Анафаза — хроматиды расходятся

• Разрыв центромер хромосом.
• Каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой.
• Сестринские хроматиды двигаются к разным полюсам клетки.

Телофаза — деспирализация хромосом, образование ядра

• Деспирализация хромосом и возобновление синтетических процессов в клетке.
• Образование ядрышек и ядерной оболочки.
• Разрушение веретена деления. Удвоение центриолей.
• Цитокинез — деление тела клетки надвое.

Митоз — это деление клетки, при котором дочерние клетки генетически идентичны материнской и между собой. То есть при митозе хромосомы удваиваются и распределяются между дочерними клетками так, чтобы каждая получила по одной хроматиде каждой хромосомы.

В митозе выделяют несколько стадий (фаз). Однако самому митозу предшествует длительная интерфаза. Митоз и интерфаза вместе составляют клеточный цикл. В процессе интерфазы клетка растет, в ней образуются органоиды, активно идут процессы синтеза. В синтетическом периоде интерфазы редуплицируется, т. е. удваивается, ДНК.

После удвоения хроматид они остаются соединенными в области центромеры, т. е. хромосома состоит из двух хроматид.

В самом митозе обычно выделяют четыре основные стадии (иногда больше).

Первая стадия митоза — профаза. В эту фазу хромосомы спирализуются и приобретают компактную скрученную форму. Из-за этого становятся невозможны процессы синтеза РНК. Исчезают ядрышки, а значит, рибосомы также не образуются, т. е. синтетические процессы в клетке приостанавливаются. Центриоли расходятся к полюсам (в разные концы) клетки, начинает образовываться веретено деления. В конце профазы распадается ядерная оболочка.

Прометафаза — это стадия, которую не всегда выделяют отдельно. Процессы, происходящие в ней, могут относить к поздней профазе или ранней метафазе. В прометафазе хромосомы оказываются в цитоплазме, беспорядочно перемещаются по клетке пока в районе центромеры не соединятся с нитью веретена деления.

Нить представляет собой микротрубочку, построенную из белка тубулина. Она нарастает присоединяя новые тубулиновые субъединицы. При этом хромосома движется от полюса. Со стороны другого полюса к ней также присоединяется нить веретена и также толкает ее от полюса.

Вторая стадия митоза — метафаза. Все хромосомы располагаются в экваториальной области клетки рядом. К их центромерам прикреплено по две нити веретена деления. В митозе метафаза самая длительная стадия.

Третья стадия митоза — анафаза. В этой фазе хроматиды каждой хромосомы отделяются друг от друга и за счет тянущих их нитей веретена деления отходят к разным полюсам. Микротрубочки теперь не нарастают, а разбираются. Анафаза достаточно быстрая фаза митоза. При расхождении хромосом органоиды клетки примерно в равных количествах также расходятся ближе к полюсам.

Четвертая стадия митоза — телофаза — во многом обратна профазе. Хроматиды собираются у полюсов клетки и раскручиваются, т. е. деспирализуются. Вокруг них формируются ядерные оболочки. Образуются ядрышки, начинается синтез РНК. Веретено деления начинает разрушаться. Далее происходит деление цитоплазмы — цитокинез. В клетках животных это происходит за счет впячивания мембраны внутрь и образования перетяжки. В клетках растений мембрана начинает формироваться внутри в экваториальной плоскости и идет к периферии.

Краткая характеристика и схемы основных фаз мейоза

Мейоз характерен для эукариотических организмов, которые размножаются половым путем. К эукариотам относятся, как растения, так и животные. Мейоз представляет собой двухэтапный процесс деления клеток при котором репродуцируются половые клетки с уменьшенным в двое относительно родительской клетки числом хромосом. Деление клеток посредством мейоза проходит в два основных этапа: мейоз I и мейоз II. В конце мейотического процесса образуются четыре дочерние клетки. Прежде чем делящаяся клетка попадет в мейоз, она проходит через период клеточного цикла, называемый интерфазой.

Интерфаза

• Фаза G1: этап развития клетки перед синтезом ДНК. На этой стадии клетка подготавливаясь к делению увеличивается в массе.
• S-фаза: период, в течение которого синтезируется ДНК. Для большинства клеток эта фаза занимает короткий промежуток времени.
• Фаза G2: период после синтеза ДНК, но до начала профазы. Клетка продолжает синтезировать дополнительные белки и увеличиваться в размерах.

В последней фазе интерфазы клетка все еще имеет нуклеолы. Ядро окружено ядерной мембраной, а клеточное хромосомы дублируются, но находятся в форме хроматина. В клетках животных две пары центриолей, образованных из репликации одной пары, расположены за пределами ядра. В конце интерфазы клетка переходит в первый этап мейоза.

Читайте также: Основные сходства и различия между митозом от мейозом.

Мейоз I:

Профаза I

В профазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Хромосомы конденсируются и присоединяются к ядерной оболочке.
• Возникает синапсис (попарное сближение гомологичных хромосом) и образуется тетрада. Каждая тетрада состоит из четырех хроматид.
• Может произойти генетическая рекомбинация.
• Хромосомы сгущаются и отсоединяются от ядерной оболочки.
• Подобно митозу, центриоли мигрируют друг от друга, а ядерная оболочка и ядрышки разрушаются.
• Хромосомы начинают миграцию к метафазной (экваториальной) пластине.

В конце профазы I клетка входит в метафазу I.

Метафаза I

В метафазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Тетрады выравниваются на метафазной пластине.
• Центромеры гомологичных хромосом ориентированы на противоположные полюса клетки.

В конце метафазы I клетка входит в анафазу I.

Анафаза I

В анафазе I мейоза происходят происходят следующие изменения:

• Хромосомы перемещаются в противоположные концы клетки. Подобно митозу, кинетохоры взаимодействуют с микротрубочками, чтобы переместить хромосомы к полюсам клетки.
• В отличие от митоза, сестринские хроматиды остаются вместе после того, как гомологичные хромосомы перемещаются в противоположные полюса.

В конце анафазы I клетка входит в телофазу I.

Телофаза I

В телофазе I мейоза происходят следующие изменения:

• Волокна веретена продолжают перемещать гомологичные хромосомы на полюса.
• Как только движение завершено, каждый полюс клетки имеет гаплоидное количество хромосом.
• В большинстве случаев цитокинез (деление цитоплазмы) происходит одновременно с телофазой I.
• В конце телофазы I и цитокинеза образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет половину числа хромосом исходной родительской клетки.
• В зависимости от типа клетки могут возникать различные процессы при подготовке к мейозу II. Однако генетический материал не реплицируется снова.

В конце телофазы I клетка входит в профазу II.

Мейоз II:

Профаза II

В профазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Ядерная мембрана и ядра разрушаются, пока появляется веретено деления.
• Хромосомы больше не реплицируются в этой фазе.
• Хромосомы начинают мигрировать к метафазной пластинке II (на экваторе клеток).

В конце профазы II клетки входят в метафазу II.

Метафаза II

В метафазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке II в центре клеток.
• Кинетохорные нити сестринских хроматид расходятся к противоположным полюсам.

В конце метафазы II клетки входят в анафазу II.

Анафаза II

В анафазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Сестринские хроматиды разделяются и начинают перемещаться к противоположным концам (полюсам) клетки. Волокна веретена деления, не связанные с хроматидами, вытягиваются и удлиняют клетки.
• Как только парные сестринские хроматиды отделены друг от друга, каждая из них считается полной хромосомой, называемые дочерними хромосомами.
• При подготовке к следующему этапу мейоза два полюса клеток также отдаляются друг от друга во время анафазы II. В конце анафазы II каждый полюс содержит полную компиляцию хромосом.

После анафазы II клетки входят в телофазу II.

Телофаза II

В телофазе II мейоза происходят следующие изменения:

• Образуются отдельные ядра на противоположных полюсах.
• Происходит цитокинез (деление цитоплазмы и образование новых клеток).
• В конце мейоза II производятся четыре дочерние клетки. Каждая клетка имеет половину числа хромосом от исходной родительской клетки.

Результат мейоза

Конечным результатом мейоза является производство четырех дочерних клеток. Эти клетки имеют в двое меньше хромосом относительно родительской. При мейозе продуцируются только половые клетки. Другие типы клеток делятся посредством митоза. Когда половые гаплоидные клетки объединяются во время оплодотворения, они становятся диплоидной клеткой. Диплоидные клетки имеют полный набор гомологичных хромосом.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

Жизненный путь клетки. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс): уроки, тесты, задания.

1.	Способы деления Сложность: лёгкое	1
2.	Фазы мейоза Сложность: лёгкое	1
3.	Фазы митоза Сложность: лёгкое	2
4.	Термины Сложность: среднее	2
5.	Сравнение митоза и мейоза Сложность: среднее	2
6.	Хромосомные наборы Сложность: среднее	2
7.	Число хромосом Сложность: сложное	3
8.	Число хроматид Сложность: сложное	3

Что это такое Профаза. Энциклопедия

                                     

ⓘ Профаза

В профазе происходят биохимические изменения, которые подготавливают клетку к делению и переводят её в состояние, коммитированное к митозу. До достижения особой точки необратимости, находящейся в профазе, конденсацию хромосом можно прервать при помощи физических и химических воздействий, повреждающих клетку. В профазе хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, конденсируются. В профазе сестринские хроматиды связаны друг с другом с помощью когезинов, однако к её концу связь между хроматидами сохраняется только в области кинетохоров, которые уже являются созревшими, но ещё не имеют никаких связей с микротрубочками. При наступлении профазы резко уменьшается транскрипционная активность хроматина, и к середине профазы она полностью исчезает. Во многих клетках ядрышко исчезает: большая часть ядрышковых белков диссоциирует и находится в свободном виде в цитоплазме клетки или же связывается с поверхностью хромосом.

При наступлении профазы в клетке становятся заметными две центросомы. Они выглядят как небольшие точки, окружённые светлым участком. Центросомы играют ключевую роль в образовании веретена деления. В профазе центросомы начинают расходиться, и между ними начинает формироваться веретено деления. Кроме того, в центросомах значительно увеличивается количество кольцевых комплексов, состоящих из γ-тубулина, что усиливает способность центросом нуклеировать микротрубочки и формировать веретено деления, при этом свободные цитоплазматические микротрубочки разбираются. Этот процесс называют созреванием центросом. Интересно, что, несмотря на увеличение скорости роста микротрубочек в профазе, их время полужизни резко уменьшается: 15 с во время первой половины митоза против 5 минут в интерфазной клетке. Ключевую роль в движении центросом в профазе играют белки динеины, которые движутся в направлении минус-концов микротрубочек. Они заякорены в ядерной оболочке или клеточной мембране, и за счёт их движения центросомы расходятся.

Наиболее важным для вступления клетки в митоз а следовательно, и для наступления профазы является комплекс циклин B / Cdk1. При введении этого комплекса в клетку индуцируется митоз. К концу профазы этот комплекс в неактивном состоянии накапливается в ядре. Вскоре в ядро начинает поступать фосфатаза cdc25, которая активирует комплекс циклин B/Cdk1. В активированном виде этот комплекс фосфорилирует многие белки, в том числе, которые участвуют в поддержании структуры ядерной оболочки. В результате фосфорилирования этих белков они отходят от ядерной оболочки, которая начинает разрушаться и фрагментироваться, знаменуя начало следующей фазы митоза — прометафазы.

В профазе происходит дезорганизация эндоплазматического ретикулума: он распадается на отдельные везикулы, находящиеся по периферии клетки. Аппарат Гольджи разделяется на отдельные диктиосомы, беспорядочно разбросанные в цитоплазме, и уходит от ядра.

У холоднокровных, чьи клетки характеризуются крупными хромосомами продолжительность профазы составляет несколько часов. В клетках теплокровных животных, например, в клетках мыши и человека, имеющих относительно небольшие хромосомы, профаза длится не более 15 минут.

Профаза

                                     

★ Профаза

В профазе происходят биохимические изменения, которые подготавливают клетки делиться и перевести его в состояние commiteeman с митозом. для достижения особой точки необратимости в профазе, конденсация хромосом может быть прервана физических и химических действий, которые могут повредить клетки. В профазе хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид congenerous. В профазы хроматиды соединены друг с другом через сеть магазинов, но конец связь между хроматид сохраняется только в области kinetochores, которые уже созрели, но еще не имеют никаких связей с микротрубочками. в начале профазы резко сократилось транскрипционной активности хроматина, и к середине профазы исчезает полностью. во многих клетках ядрышко исчезает: большая часть ядрышковых белков диссоциирует и в свободном виде в цитоплазме клетки или связанных с поверхностью хромосом.

В начале профазы в клетке становятся видны две центросомы. они похожи на маленькую точку, окруженную участок света. центросома играет важную роль в формировании веретена. В профазе центросомы начинают расходиться, и между ними начинает формироваться веретено. кроме того, центросомы, значительно увеличивается количество кольцевых систем, состоящих из γ-тубулина, которая увеличивает способность центросомы микротрубочки нуклеината и форма шпинделя, свободные цитоплазматические микротрубочки понял. этот процесс носит название созревания центросомы. интересно, что, несмотря на увеличение темпов роста микротрубочек в профазе, то их период полураспада резко уменьшается: 15 с во время первой половины митоза против 5 минут в интерфазной клетке. ключевую роль в движении центросомы в профазе играть Генейне белки, которые движутся в сторону минус-концы микротрубочек. они фиксируются в ядерной оболочки или клеточной мембраны, и их движение центросомы расходятся.

Самое важное для вступления клеток в митоз и, следовательно, для начала профазы-это комплекс циклин B / Cdk1 (Б / Cdk1). введение этого комплекса В проходят митоз клеток. К концу профазы этот комплекс в неактивном состоянии накапливается в ядре в ближайшее время. в основном начинает поступать фосфатазы cdc25, которая активирует комплекс циклин B / Cdk1 (Б / Cdk1). Активированная форма этого комплекса fosfauriliruet многих белков, в том числе участвует в поддержании структуры ядерной оболочки. В результате фосфорилирования этих белков они отходят от ядерной оболочки, которая начинает разрушаться и фрагментарный характер, положив начало следующая фаза митоза — прометафаза.

В профазе происходит дезорганизация эндоплазматического ретикулума: она распадается на отдельные пузырьки, расположенные на периферии клетки Гольджи разделена на отдельные диктиосомы, беспорядочно разбросанные в цитоплазме и покидает ядро.

Хладнокровный, чья клетки характеризуются большим хромосом продолжительность профазы составляет несколько часов. В клетках теплокровных животных, например, в клетках мыши и человека, имеют относительно небольшие хромосом, профаза длится не более 15 минут.

Митоз. Амитоз — 9 клас — Біологія — Каталог статей

 

Тема№4. Клететочный цикл. Митоз.

Типы деления клеток:

1. Бинарное деление — деление пополам →  обеспечивает бесполое размножение прокариот (археи, бактерии)

— кишечная палочка делится через каждые 20-30 мин

 

2. Митоз и мейоз — основные типы разделения эукариотических клеток.

 

Клеточный цикл — это период существования эукариотической клетки от одного деления к другому. Продолжительность этого периода различна у разных клеток (например, для лейкоцитов человека — 4-5 суток, для клеток кишечного эпителия — 8-10 ч). Есть клетки, которые не способны к делению, и их клеточный цикл совпадает с продолжительностью их жизни (например, нейроны, эритроциты человека, живущие 100-120 дней). Продолжительность клеточного цикла зависит от внутренних (например, интенсивность метаболизма, тип клеток и т. д.) и внешних (например, температура, питательные вещества, наличие кислорода) факторов.

Клеточный цикл — период существования клетки от начала одного деления к другому.

этапы ⇒1. Интерфаза.  2. Митоз.

 

Интерфаза (лат. inter — между, phasis — появление) — период между двумя делениями клетки. Продолжительность интерфазы обычно составляет до 90 % времени всего клеточного цикла. Именно тогда происходят рост клеток, удвоение молекул ДНК (репликация), синтез органических соединений, размножение митохондрий, накопление энергии АТФ. Основным признаком интерфазных клеток является неуплотнённое (деконденсированное) состояние хроматина. Интерфаза состоит из трёх этапов: предсинтетичного (G1-фаза), синтетического (S-фаза) и постсинтетического (С2-фаза). После интерфазы наступает митоз.

І. Интерфаза (90 % ) — период между делениями клетки.

— основные признаки → неуплотненный (деконденсований) хроматин

-синтез органических соединений, накопление энергии АТФ (выполнение функций)

 этапы:

1.  передсинтетический (G1) - рост клеток
2. синтетический (S) - удвоение молекул ДНК (репликация)
3. постсинтетический (G2) - подготовка к делению (синтез гистонов, разрушение цитоскелета)

ІІ. Митоз — непрямое деление соматических клеток эукариот

 1874 р. →  И. Д. Чистяков

     фазы:

   1. Профаза — конденсация хромосом

— конденсация (уплотнение) двохроматидних хромосом. — расхождение центриолей к полюсам — формирование веретена деления — исчезновение ядрышка — распад ядерной оболочки

 

2. Метафаза — расположение хромосом на экваторе клетки

— прикрепление нитей веретена деления к центромере — расположение двохроматидных хромосом на экваторе клетки в один ряд

 

 3. Анафаза — расходжение хромосом

— расходжение однохроматидных хромосом к полюсам

 

4. Телофаза — деконденсация хромосом  → «профаза наоборот»

— деконденсация (раскручивание)    однохроматидних хромосом — исчезновение веретена деления — формирование ядрышек — образование ядерных оболочек — цитокинез — деление цитоплазмы

Биологическое значение:

1) обеспечивает точное распределение наследственного материала между двумя дочерними клетками;
2) обеспечивает постоянство кариотипа при бесполом размножении (2n - диплоидный набор)
3) лежит в основе бесполого размножения (с 1 материнской клетки → 2 дочерние),
 регенерации, роста организмов.

---

---

Лабораторное исследование №2. Фазы митозу.

Цель: формируем умение распознавать фазы митоза по особенностям процессов.

Ход работы

1. Найдите клетки на стадии профазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

2. Найдите клетки на стадии метафазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

3. Найдите клетки на стадии анафазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

4. Найдите клетки на стадии телофазы. Зарисуйте клетку, сделайте подписи к рисунку.

5. Ответьте на вопросы:

а) в каких клеток возможен митоз —
б) сколько клеток образуется с материнской —
в) набор хромосом к делению —
г) набор хромосом после деления —
Вывод.

---

---

Проверьте полученные знания:
1. Что такое деление клеток?
2. Назовите основные типы разделения про- и эукариотических клеток.
3. Что такое клеточный цикл?
4. Назовите основные периоды клеточного цикла.
5. Что такое митоз?
6. Назовите основные фазы митоза.
7. Какое значение деления клеток?
8. От чего зависит продолжительность клеточного цикла?
9. Как происходит митотическое деление клеток?

---

---

Д/З: т/т 4; проработать материал сайта или § 28 (Соболь В.И.), л.и №2

---

---

 

 

Стадии митоза и деление клеток

Митоз — это фаза клеточного цикла, когда хромосомы в ядре равномерно разделены между двумя клетками. Когда процесс деления клеток завершается, образуются две дочерние клетки с идентичным генетическим материалом.

Межфазный

Эд Решке / Фотобиблиотека / Getty Images

Прежде чем делящаяся клетка вступит в митоз, она проходит период роста, называемый интерфазой. Около 90 процентов времени клетки в нормальном клеточном цикле могут проводиться в интерфазе.

• Фаза G1: Период до синтеза ДНК. В этой фазе клетка увеличивается в массе, готовясь к делению клетки. Фаза G1 — это первая фаза перерыва.
• S-фаза: Период, в течение которого синтезируется ДНК. В большинстве клеток существует узкое временное окно, в течение которого синтезируется ДНК. S означает синтез.
• Фаза G2: Период после того, как произошел синтез ДНК, но до начала профазы.Клетка синтезирует белки и продолжает увеличиваться в размерах. Фаза G2 — это вторая фаза перерыва.
• В последней части интерфазы в клетке все еще присутствуют ядрышки.
• Ядро ограничено ядерной оболочкой, а хромосомы клетки дублированы, но имеют форму хроматина.

Профаза

Эд Решке / Фотобиблиотека / Getty Images

В профазе хроматин конденсируется в отдельные хромосомы. Ядерная оболочка разрушается, и на противоположных полюсах клетки образуются веретена.Профаза (в отличие от интерфазы) — это первая настоящая стадия митотического процесса. Во время профазы происходит ряд важных изменений:

• Волокна хроматина сворачиваются в хромосомы, причем каждая хромосома имеет две хроматиды, соединенные центромерой.
• В цитоплазме формируется митотическое веретено, состоящее из микротрубочек и белков.
• Две пары центриолей (образованные в результате репликации одной пары в интерфазе) перемещаются друг от друга к противоположным концам клетки из-за удлинения микротрубочек, которые образуются между ними.
• Полярные волокна, которые представляют собой микротрубочки, составляющие волокна веретена, простираются от каждого полюса клетки до экватора клетки.
• Кинетохоры, которые представляют собой специализированные области в центромерах хромосом, прикрепляются к типу микротрубочек, называемых кинетохорными волокнами.
• Волокна кинетохор «взаимодействуют» с полярными волокнами веретена, соединяющими кинетохоры с полярными волокнами.
• Хромосомы начинают мигрировать к центру клетки.

Метафаза

Эд Решке / Фотобиблиотека / Getty Images

В метафазе веретено достигает зрелости, и хромосомы выравниваются по метафазной пластинке (плоскости, которая одинаково удалена от двух полюсов веретена).На этом этапе происходит ряд изменений:

• Ядерная мембрана полностью исчезает.
• Полярные волокна (микротрубочки, составляющие волокна веретена) продолжают тянуться от полюсов к центру клетки.
• Хромосомы перемещаются беспорядочно, пока не прикрепятся (своими кинетохорами) к полярным волокнам с обеих сторон своих центромер.
• Хромосомы выстраиваются в метафазной пластинке под прямым углом к ​​полюсам веретена.
• Хромосомы удерживаются на метафазной пластинке равными силами полярных волокон, давящих на центромеры хромосом.

Анафаза

Эд Решке / Фотобиблиотека / Getty Images

В анафазе парные хромосомы (сестринские хроматиды) разделяются и начинают двигаться к противоположным концам (полюсам) клетки. Волокна веретена, не связанные с хроматидами, удлиняют и удлиняют клетку. В конце анафазы каждый полюс содержит полный набор хромосом. Во время анафазы происходят следующие ключевые изменения:

• Парные центромеры в каждой отдельной хромосоме начинают раздвигаться.
• Когда парные сестринские хроматиды отделяются друг от друга, каждая из них считается «полной» хромосомой. Их называют дочерними хромосомами.
• Через аппарат веретена дочерние хромосомы перемещаются к полюсам на противоположных концах клетки.
• Дочерние хромосомы сначала перемещаются центромеры, а волокна кинетохор становятся короче по мере того, как хромосомы находятся рядом с ней. полюс
• При подготовке к телофазе два полюса клеток также раздвигаются дальше в течение анафазы.В конце анафазы каждый полюс содержит полный набор хромосом.

Телофаза

Эд Решке / Фотобиблиотека / Getty Images

В телофазе хромосомы ограничены отдельными новыми ядрами в возникающих дочерних клетках. Происходят следующие изменения:

• Полярные волокна продолжают удлиняться.
• Ядра начинают формироваться на противоположных полюсах.
• Ядерные оболочки этих ядер образуются из остатков ядерной оболочки родительской клетки и из частей эндомембранной системы.
• Ядрышки также появляются снова.
• Хроматиновые волокна хромосом разматываются.
• После этих изменений телофаза / митоз в основном завершается. Генетическое содержимое одной клетки было разделено поровну на две.

Цитокинез

МАУРИЦИО ДЕ АНДЖЕЛИС / Библиотека научных фотографий / Getty Images

Цитокинез — это деление цитоплазмы клетки. Он начинается до окончания митоза в анафазе и завершается вскоре после телофазы / митоза. В конце цитокинеза образуются две генетически идентичные дочерние клетки.Это диплоидные клетки, каждая из которых содержит полный набор хромосом.

Клетки, образующиеся в процессе митоза, отличаются от клеток, образующихся в результате мейоза. В мейозе образуются четыре дочерние клетки. Эти клетки представляют собой гаплоидные клетки, содержащие половину количества хромосом по сравнению с исходной клеткой. Половые клетки претерпевают мейоз. Когда половые клетки объединяются во время оплодотворения, эти гаплоидные клетки становятся диплоидными клетками.

Смотри: Что такое клетка?

клеточный цикл | Безграничная биология

Межфазный

Клетки должны расти и дублировать свои внутренние структуры во время интерфазы, прежде чем они смогут делиться во время митоза.

Цели обучения

Опишите события, которые происходят во время интерфазы

Основные выводы

Ключевые моменты

• Существует три стадии интерфазы: G ₁ (первый разрыв), S (синтез новой ДНК) и G ₂ (второй разрыв).
• Клетки проводят большую часть своей жизни в интерфазе, особенно в S-фазе, где необходимо копировать генетический материал.
• Клетка растет и выполняет биохимические функции, такие как синтез белка, в фазе G ₁ .
• Во время фазы S ДНК дублируется в две сестринские хроматиды, и центросомы, которые дают начало митотическому веретену, также реплицируются.
• В фазе G ₂ происходит восполнение энергии, синтез новых белков, разрушение цитоскелета и происходит дополнительный рост.

Ключевые термины

• интерфаза : этап жизненного цикла клетки, на котором клетка растет и ДНК реплицируется
• сестринская хроматида : любая из двух идентичных цепей хромосомы (материала ДНК), которые разделяются во время митоза
• митотическое веретено : аппарат, который управляет движением хромосом во время митоза

Межфазный

Во время интерфазы клетка претерпевает нормальные процессы роста, а также готовится к клеточному делению.Чтобы клетка перешла из интерфазы в митотическую фазу, должны быть выполнены многие внутренние и внешние условия. Три стадии межфазного взаимодействия называются G ₁ , S и G ₂ .

Этапы интерфазы и клеточного цикла : Клеточный цикл состоит из интерфазы и митотической фазы. Во время интерфазы клетка растет, и ядерная ДНК дублируется. За интерфазой следует митотическая фаза. Во время митотической фазы дублированные хромосомы разделяются и распределяются по дочерним ядрам.Цитоплазма также обычно делится, в результате чего образуются две дочерние клетки.

G

₁ Фаза (первый разрыв)

Первая стадия межфазной границы называется фазой G ₁ (первый промежуток), потому что с микроскопической точки зрения небольшие изменения видны. Однако на стадии G ₁ клетка достаточно активна на биохимическом уровне. Клетка растет и накапливает строительные блоки хромосомной ДНК и связанных белков, а также достаточные запасы энергии для выполнения задачи репликации каждой хромосомы в ядре.

Фаза S (синтез ДНК)

Фаза синтеза интерфазы занимает больше всего времени из-за сложности дублируемого генетического материала. На протяжении всей интерфазы ядерная ДНК остается в полуконденсированной конфигурации хроматина. В S-фазе репликация ДНК приводит к образованию идентичных пар молекул ДНК, сестринских хроматид, которые прочно прикрепляются к центромерной области. Центросома дублируется во время S-фазы. Две центросомы дадут начало митотическому веретену, аппарату, который управляет движением хромосом во время митоза.В центре каждой животной клетки центросомы животных клеток связаны с парой стержневидных объектов, центриолей, которые расположены под прямым углом друг к другу. Центриоли помогают организовать деление клеток. Центриоли отсутствуют в центросомах других видов эукариот, таких как растения и большинство грибов.

G

₂ Фаза (второй разрыв)

В фазе G ₂ клетка пополняет запасы энергии и синтезирует белки, необходимые для манипуляции с хромосомами.Некоторые клеточные органеллы дублируются, а цитоскелет разбирается, чтобы обеспечить ресурсы для митотической фазы. Во время G ₂ может происходить дополнительный рост клеток. Последние приготовления к митотической фазе должны быть завершены до того, как клетка сможет вступить в первую стадию митоза.

Митотическая фаза и фаза G0

Во время многоступенчатой ​​митотической фазы ядро ​​клетки делится, и компоненты клетки разделяются на две идентичные дочерние клетки.

Цели обучения

Опишите события, происходящие на разных стадиях митоза

Основные выводы

Ключевые моменты

• Во время профазы ядро ​​исчезает, образуются волокна веретена, а ДНК конденсируется в хромосомы (сестринские хроматиды).
• Во время метафазы сестринские хроматиды выстраиваются вдоль экватора клетки, прикрепляя свои центромеры к волокнам веретена.
• Во время анафазы сестринские хроматиды разделяются на центромере и притягиваются к противоположным полюсам клетки митотическим веретеном.
• Во время телофазы хромосомы достигают противоположных полюсов и раскручиваются в тонкие нити ДНК, волокна веретена исчезают, и снова появляется ядерная мембрана.
• Цитокинез — это фактическое расщепление клеточной мембраны; клетки животных раздвигаются, в то время как клетки растений образуют клеточную пластину, которая становится новой клеточной стенкой.
• Клетки входят в фазу G ₀ (неактивную) после того, как они выходят из клеточного цикла, когда они активно не готовятся к делению; некоторые ячейки остаются в фазе G ₀ постоянно.

Ключевые термины

• кариокинез : (митоз) первая часть митотической фазы, в которой происходит деление ядра клетки
• центросома : органелла рядом с ядром в цитоплазме большинства организмов, которая контролирует организацию ее микротрубочек и дает начало митотическому веретену
• цитокинез : вторая часть митотической фазы, в которой цитоплазма клетки делится после деления ядра

Митотическая фаза

Митотическая фаза — это многоступенчатый процесс, во время которого дублированные хромосомы выравниваются, разделяются и переходят в две новые идентичные дочерние клетки.Первая часть митотической фазы называется кариокинезом или делением ядра. Вторая часть митотической фазы, называемая цитокинезом, — это физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки.

Кариокинез (митоз)

Кариокинез, также известный как митоз, делится на серию фаз (профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза), которые приводят к делению ядра клетки.

Стадии клеточного цикла : Кариокинез (или митоз) делится на пять стадий: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза.Изображения внизу были получены с помощью флуоресцентной микроскопии (отсюда черный фон) клеток, искусственно окрашенных флуоресцентными красителями: синяя флуоресценция указывает на ДНК (хромосомы), а зеленая флуоресценция указывает на микротрубочки (веретенообразный аппарат).

Во время профазы, «первой фазы», ​​ядерная оболочка начинает диссоциировать на маленькие пузырьки. Мембранные органеллы (такие как аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум) фрагментируются и рассеиваются к периферии клетки.Ядрышко исчезает, и центросомы начинают двигаться к противоположным полюсам клетки. Микротрубочки, которые в конечном итоге образуют митотическое веретено, проходят между центросомами, раздвигая их дальше друг от друга по мере удлинения волокон микротрубочек. Сестринские хроматиды начинают более плотно сплетаться с помощью белков конденсина и становятся видимыми под световым микроскопом.

Во время прометафазы, «фазы первых изменений», многие процессы, начавшиеся в профазе, продолжают развиваться. Остатки фрагмента ядерной оболочки.Митотическое веретено продолжает развиваться, поскольку все больше микротрубочек собираются и растягиваются по длине бывшей ядерной области. Хромосомы становятся более конденсированными и дискретными. Каждая сестринская хроматида в центромерной области развивает белковую структуру, называемую кинетохорой. Белки кинетохоры привлекают и связывают микротрубочки митотического веретена.

Кинетохора и митотическое веретено : Во время прометафазы микротрубочки митотического веретена с противоположных полюсов прикрепляются к каждой сестринской хроматиде на кинетохоре.В анафазе связь между сестринскими хроматидами разрушается, и микротрубочки тянут хромосомы к противоположным полюсам.

Во время метафазы, «фазы изменения», все хромосомы выстраиваются в плоскости, называемой метафазной пластиной, или экваториальной плоскостью, посередине между двумя полюсами клетки. Сестринские хроматиды все еще плотно связаны друг с другом с помощью белков когезина. В это время хромосомы максимально уплотнены.

Во время анафазы, «восходящей фазы», ​​когезиновые белки деградируют, и сестринские хроматиды разделяются на центромере.Каждая хроматида, теперь называемая хромосомой, быстро тянется к центросоме, к которой прикреплена ее микротрубочка. Клетка становится заметно удлиненной (овальной формы), когда полярные микротрубочки скользят друг относительно друга в метафазной пластинке, где они перекрываются.

Во время телофазы, «дистанционной фазы», ​​хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться (распадаться), расслабляясь в конфигурацию хроматина. Митотические веретена деполимеризуются в мономеры тубулина, которые будут использоваться для сборки компонентов цитоскелета для каждой дочерней клетки.Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом, а нуклеосомы появляются в ядерной области.

Цитокинез

Цитокинез, или «движение клетки», является второй основной стадией митотической фазы, во время которой завершается деление клетки посредством физического разделения цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки. Деление не завершается до тех пор, пока компоненты клетки не будут распределены и полностью разделены на две дочерние клетки. Хотя стадии митоза у большинства эукариот схожи, процесс цитокинеза у эукариот, имеющих клеточные стенки, таких как клетки растений, совершенно иной.

В клетках, таких как клетки животных, у которых отсутствуют клеточные стенки, цитокинез следует за наступлением анафазы. Сократительное кольцо, состоящее из актиновых филаментов, образуется внутри плазматической мембраны на бывшей метафазной пластинке. Нити актина притягивают экватор клетки внутрь, образуя щель. Эта щель или «трещина» называется бороздой спайности. Борозда углубляется по мере сокращения актинового кольца; со временем мембрана раскалывается надвое.

Цитокинез : Во время цитокинеза в клетках животных на метафазной пластинке формируется кольцо из актиновых филаментов.Кольцо сжимается, образуя борозду дробления, которая делит клетку на две части. В растительных клетках пузырьки Гольджи сливаются в бывшей метафазной пластинке, образуя фрагмопласт. Клеточная пластинка, образованная слиянием везикул фрагмопласта, растет от центра к стенкам клетки, и мембраны везикул сливаются, образуя плазматическую мембрану, которая делит клетку на две части.

В клетках растений между дочерними клетками должна образовываться новая клеточная стенка. Во время интерфазы аппарат Гольджи накапливает ферменты, структурные белки и молекулы глюкозы, прежде чем они распадаются на пузырьки и распределяются по делящейся клетке.Во время телофазы эти везикулы Гольджи транспортируются по микротрубочкам с образованием фрагмопласта (везикулярной структуры) на метафазной пластинке. Там пузырьки сливаются и сливаются от центра к стенкам клетки; эта структура называется клеточной пластиной. По мере слияния большего количества пузырьков клеточная пластинка увеличивается, пока не сливается с клеточными стенками на периферии клетки. Ферменты используют глюкозу, которая накопилась между слоями мембраны, для построения новой клеточной стенки. Мембраны Гольджи становятся частями плазматической мембраны по обе стороны от новой клеточной стенки.

G

₀ Фаза

Не все клетки придерживаются классического паттерна клеточного цикла, в котором новообразованная дочерняя клетка немедленно входит в подготовительные фазы интерфазы, за которыми следует митотическая фаза. Клетки в фазе G ₀ активно не готовятся к делению. Клетка находится в стадии покоя (неактивности), которая возникает, когда клетки выходят из клеточного цикла. Некоторые клетки временно попадают в G ₀ , пока внешний сигнал не активирует начало G ₁ .Другие клетки, которые никогда или редко делятся, такие как зрелые сердечные мышцы и нервные клетки, остаются в G ₀ навсегда.

10.2A: Interphase — Biology LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Межфазная
4. Фаза G1 (первый разрыв)
5. Фаза S (синтез ДНК)
6. Фаза G2 (второй разрыв)

Клетки должны расти и дублировать свои внутренние структуры во время интерфазы прежде, чем они смогут разделиться во время митоза.

Цели обучения

• Опишите события, которые происходят во время интерфазы

Ключевые моменты

• Существует три стадии интерфазы: G ₁ (первый разрыв), S (синтез новой ДНК) и G ₂ (второй разрыв).
• Клетки проводят большую часть своей жизни в интерфазе, особенно в S-фазе, где необходимо копировать генетический материал.
• Клетка растет и выполняет биохимические функции, такие как синтез белка, в фазе G ₁ .
• Во время фазы S ДНК дублируется в две сестринские хроматиды, и центросомы, которые дают начало митотическому веретену, также реплицируются.
• В фазе G ₂ происходит восполнение энергии, синтез новых белков, разрушение цитоскелета и происходит дополнительный рост.

Ключевые термины

• интерфаза : этап жизненного цикла клетки, на котором клетка растет и ДНК реплицируется
• сестринская хроматида : любая из двух идентичных цепей хромосомы (материала ДНК), которые разделяются во время митоза
• митотическое веретено : аппарат, который управляет движением хромосом во время митоза

Межфазный

Во время интерфазы клетка претерпевает нормальные процессы роста, а также готовится к клеточному делению.Чтобы клетка перешла из интерфазы в митотическую фазу, должны быть выполнены многие внутренние и внешние условия. Три стадии межфазного взаимодействия называются G ₁ , S и G ₂ .

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Этапы интерфазы и клеточного цикла : Клеточный цикл состоит из интерфазы и митотической фазы. Во время интерфазы клетка растет, и ядерная ДНК дублируется. За интерфазой следует митотическая фаза. Во время митотической фазы дублированные хромосомы разделяются и распределяются по дочерним ядрам.Цитоплазма также обычно делится, в результате чего образуются две дочерние клетки.

G

₁ Фаза (первый разрыв)

Первая стадия межфазной границы называется фазой G ₁ (первый промежуток), потому что с микроскопической точки зрения небольшие изменения видны. Однако на стадии G ₁ клетка достаточно активна на биохимическом уровне. Клетка растет и накапливает строительные блоки хромосомной ДНК и связанных белков, а также достаточные запасы энергии для выполнения задачи репликации каждой хромосомы в ядре.

Фаза S (синтез ДНК)

Фаза синтеза интерфазы занимает больше всего времени из-за сложности дублируемого генетического материала. На протяжении всей интерфазы ядерная ДНК остается в полуконденсированной конфигурации хроматина. В S-фазе репликация ДНК приводит к образованию идентичных пар молекул ДНК, сестринских хроматид, которые прочно прикрепляются к центромерной области. Центросома дублируется во время S-фазы. Две центросомы дадут начало митотическому веретену, аппарату, который управляет движением хромосом во время митоза.В центре каждой животной клетки центросомы животных клеток связаны с парой стержневидных объектов, центриолей, которые расположены под прямым углом друг к другу. Центриоли помогают организовать деление клеток. Центриоли отсутствуют в центросомах других видов эукариот, таких как растения и большинство грибов.

G

₂ Фаза (второй разрыв)

В фазе G ₂ клетка пополняет запасы энергии и синтезирует белки, необходимые для манипуляции с хромосомами.Некоторые клеточные органеллы дублируются, а цитоскелет разбирается, чтобы обеспечить ресурсы для митотической фазы. Во время G ₂ может происходить дополнительный рост клеток. Последние приготовления к митотической фазе должны быть завершены до того, как клетка сможет вступить в первую стадию митоза.

Молекулярные выражения Фотогалерея: Митоз

Наблюдение митоза с помощью флуоресцентной микроскопии — Цифровая визуализация с помощью флуоресцентной микроскопии становится мощным инструментом, помогающим ученым понять сложный процесс митоза как на структурном, так и на функциональном уровне.

Митоз — это механизм, который позволяет ядрам клеток расщепляться и обеспечивать каждую дочернюю клетку полным набором хромосом во время деления клетки. Это, в сочетании с цитокинезом (деление цитоплазмы), происходит у всех многоклеточных растений и животных, чтобы обеспечить рост организма. В этой части фотогалереи мы проиллюстрируем различные этапы митоза, которые происходят в кончиках корней лука, которые относительно легко зафиксировать на всех этапах.Мы приносим свои извинения за низкое качество микрофотографий в этом разделе, но он был построен с использованием предварительно подготовленных (окрашенных и закрепленных) микропрепаратов, которые мы приобрели коммерчески. В будущем мы надеемся получить изображения более высокого качества.

Клетка покоя

Нормальная покоящаяся клетка существует в состоянии, называемом интерфазой , в котором хроматин недифференцирован в сильно окрашенном ядре, как показано выше.Прежде чем клетка вступит в фазу митоза, она сначала проходит фазу синтеза или или S , где каждая хромосома дублируется и состоит из двух сестринских хроматид , соединенных определенной последовательностью ДНК, известной как центромера . Центромеры имеют решающее значение для сегрегации дочерних хроматид во время митоза. Первая фаза митоза известна как профаза , когда ядерный хроматин начинает организовываться и конденсируется в толстые нити, которые в конечном итоге становятся хромосомами.Во время профазы цитоскелет (состоящий из цитоплазматических микротрубочек) начинает разбираться, и основной компонент митотического аппарата, митотическое веретено начинает формироваться вне ядра на противоположных концах клетки. На микрофотографии ниже показана начальная конденсация хромосом в начале профазы (ранняя профаза), когда ядрышко еще не повреждено.

Ранняя профаза

Поздняя профаза, или прометафаза начинается с разрушения ядерной оболочки, которая распадается на небольшие мембранные везикулы, которые очень похожи на эндоплазматический ретикулум и имеют тенденцию оставаться видимыми вокруг митотического веретена.В течение этого периода хромосомы продолжают конденсироваться и постепенно укорачиваются и утолщаются, пока полностью не сформируются единицы, которые будут подвергаться митозу. Ядрышко также исчезает в этот период. Микротрубочки митотического веретена теперь могут свободно входить в ядерную область, и на каждой центромере начинается образование специализированных белковых комплексов, называемых кинетохорами . Эти комплексы прикрепляются к некоторым микротрубочкам веретена, которые затем обозначают микротрубочками кинетохор .Другие микротрубочки в веретене (не прикрепленные к центромерам) называются полярными микротрубочками , и они помогают формировать и поддерживать структуру веретена вместе с астральными микротрубочками , которые остаются вне веретена.

Поздняя профаза

Следующая идентифицируемая фаза называется метафазой , когда хромосомы, прикрепленные к микротрубочкам кинетохор, начинают выравниваться в одной плоскости (метафазная пластинка ) на полпути между полюсами веретена.Микротрубочки кинетохор оказывают натяжение на хромосомы, и весь комплекс веретено-хромосома теперь готов к следующему событию. На микрофотографии ниже показаны хромосомы клеток кончика корня лука в метафазе, готовые к разделению. Кинетохора и полярные микротрубочки отчетливо видны и расходятся от концов клетки, оставляя хромосомы в середине комплекса.

Метафаза

Это создает основу для разделения хромосом на следующей стадии митоза: анафаза .Почти сразу после того, как метафазные хромосомы выровнены на метафазной пластинке, две половины каждой хромосомы разъединяются устройством веретена и мигрируют к противоположным полюсам веретена. Микротрубочки кинетохор укорачиваются по мере того, как хромосомы тянутся к полюсам, в то время как полярные микротрубочки удлиняются, чтобы способствовать разделению. Микрофотография ниже иллюстрирует раннюю стадию анафазы, когда хромосомы только что полностью разделяются. В этом комплексе хорошо видны микротрубочки.

Ранняя анафаза

Анафаза обычно представляет собой быстрый процесс, который длится всего несколько минут. Когда хромосомы полностью мигрируют к полюсам веретена, микротрубочки кинетохор начинают исчезать, хотя полярные микротрубочки продолжают удлиняться. Это соединение между поздней анафазой и ранней телофазой , последней стадией деления хромосомы. На микрофотографии ниже показано расположение хромосом в поздней анафазе.Полярные микротрубочки представляют собой четко сформированную сеть, и в цитоплазме между двумя полюсами веретена инициирован синтез новой клеточной мембраны.

Поздняя анафаза

В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов веретена и в конечном итоге перераспределяются в хроматин. Процесс цитокинеза , где цитоплазма делится путем расщепления, также начинается где-то в поздней анафазе и продолжается в течение телофазы.После полного разделения хромосом и их вытеснения к полюсам веретена ядерная мембрана начинает преобразовываться вокруг каждой группы хромосом на противоположных концах клетки. Ядрышки также снова появляются в том, что в конечном итоге станет двумя новыми ядрами клетки. На микрофотографии ниже запечатлена клетка в поздней телофазе, где новая мембрана начинает делить клетку, но ядра еще не полностью реформированы и цитокинез еще не завершен.

Телофаза

Когда телофаза завершается и формируется новая клеточная мембрана (или стенка в случае кончиков корней лука), ядра почти созревают до премитотического состояния.Заключительными этапами являются завершение полного формирования мембраны между каждой из новых дочерних клеток, в результате чего образуются две отдельные новые клетки. На микрофотографии ниже показаны две новообразованные клетки, которые только что завершили процесс митоза.

Дочерние клетки

Мы постоянно ищем хорошие образцы для микрофотографии. Если у вас есть биологические образцы, которые могут быть приемлемыми кандидатами для исследования под микроскопом, свяжитесь с нами, используя приведенные ниже ссылки.

Life Sciences Cyberbridge

Life Sciences Cyberbridge

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ФАЗА

После фазы M (обсуждается ниже) каждая дочерняя клетка начинает новый цикл, переходя в интерфазу. Каждая стадия интерфазы имеет особый набор специализированных биохимических процессов, которые подготавливают клетку к инициации клеточного деления (см. Рисунок ниже).

G1 фаза

Interphase начинается с G ₁ (G означает промежуток) фаза.На этом этапе клетка производит множество белков, необходимых для репликации ДНК.

S фаза

Во время фазы S, которая следует за фазой G ₁ , все хромосомы реплицируются. После репликации каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид (см. Рисунок ниже). Таким образом, количество ДНК в клетке фактически удвоилось, даже несмотря на то, что плоидность, или количество хромосом, клетки остается на уровне 2 n . Примечание: хромосомы удваивают количество хроматид после репликации, но ядра остаются диплоидными, поскольку количество центромер и хромосом остается неизменным.Следовательно, количество хромосом в ядре, определяющее плоидность, остается неизменным от начала до конца S-фазы.

G2 фаза

После фазы S ячейка переходит в фазу G ₂ . Во время G ₂ клетка синтезирует множество белков. Особое значение для клеточного цикла имеет то, что большинство микротрубочек — белков, которые необходимы во время митоза — продуцируются во время G ₂ .

G0 фаза

Не все клетки постоянно реплицируются.Нереплицирующиеся клетки находятся на стадии клеточного цикла, называемой G ₀ . Эти клетки могут быть неподвижными (бездействующими) или стареющими (стареющими или разрушающимися). Такие элементы обычно входят в фазу G ₀ из G ₁ . Клетки могут оставаться в состоянии покоя в G ₀ в течение неопределенного периода времени (когда больше не нужны новые клетки) только для того, чтобы повторно войти в фазу G ₁ и снова начать деление при определенных условиях. В то время как покоящиеся клетки могут повторно войти в клеточный цикл, стареющие клетки — нет.Одна из причин, по которой клетки запускают старение, заключается в том, чтобы гарантировать, что поврежденные или дефектные последовательности ДНК не передаются дочерним клеткам.

Контрольно-пропускные пункты

Для развития клеточного цикла требуется последовательность процессов, причем более поздние события зависят от завершения более ранних. Эта зависимость гарантирует, что каждое деление клетки точно воспроизводит геном и передает его дочерним клеткам. Контрольные точки контролируют продвижение клетки по клеточному циклу и гарантируют, что ключевые процессы, такие как репликация ДНК и восстановление повреждений ДНК, завершены до того, как клеточный цикл перейдет на следующую стадию.Контрольные точки также гарантируют, что обе дочерние клетки получают одинаковое количество хромосом и что дочерние клетки генетически идентичны родительским.

Interphase — обзор | ScienceDirect Topics

Molecular Genetics

Исследования межфазной флуоресценции in situ гибридизации (FISH) выявили множество повторяющихся генетических аномалий, которые также имеют клиническое значение (таблица 12.3). Делеция 13q, наиболее частая аномалия, связана с типичной морфологией и хорошим прогнозом (рис.12.5 и 12.6). Трисомия 12 связана с атипичной морфологией и промежуточным прогнозом. Del6q и del11q22-23 имеют плохой прогноз. Удаление 17p с участием TP53 встречается редко, но связано с плохим прогнозом и плохим ответом на традиционную терапию. Оценка случаев ХЛЛ для этих маркеров с помощью панелей FISH стала обычным делом. В большей степени, чем любой другой биомаркер ХЛЛ, делеция 17р начинает влиять на выбор терапии у отдельных пациентов с ХЛЛ за пределами клинических испытаний.Исследования по оценке драйверных мутаций, включая эти, аномалии числа копий в образцах до лечения и рецидивов, показывают, что del13q, трисомия 12 и del11q остаются стабильно клональными с течением времени, что указывает на то, что они являются ранними генетическими событиями.

Было показано, что мутационный статус IGHV является независимым предиктором исхода при ХЛЛ. IGHV может быть охарактеризован как немутантный на основании 98% или более гомологии с последовательностью зародышевой линии. Пациенты, чьи клетки CLL имеют немутантные гены IGHV , обычно имеют худший прогноз, чем пациенты, чьи клетки CLL имеют мутировавшие гены IGVH .Приблизительно в 45% случаев CLL будут иметь немутантные гены IGVH . Как и в случае с FISH-тестированием, некоторые эксперты рекомендуют мутационное тестирование IGHV при постановке диагноза для информирования при принятии клинических управленческих решений.

МикроРНК (миРНК) стали предметом исследований при ХЛЛ. Эти небольшие некодирующие РНК важны для регуляции экспрессии генов. Два гена miRNA, miR-16 и miR-15 , были картированы в минимально удаленной области в CLL на 13q14.3. Эти miRNA контролируют пролиферацию B-клеток и, по-видимому, модулируют экспрессию BCL2. Делеция у трансгенных мышей приводит к моноклональному В-клеточному лимфоцитозу и ХЛЛ-подобному заболеванию.

Категоризация случаев ХЛЛ на основе структурных паттернов общих В-клеточных рецепторов (BCR) на уровне белка, полученная на основе анализа аминокислотных последовательностей области 3 (CDR3), определяющих комплементарность, получила название BCR-стереотипия . Подгруппа случаев ХЛЛ в один из по крайней мере 19 основных стереотипных подмножеств (что составляет, возможно, 30% случаев ХЛЛ) дает потенциальную информацию об антигенах, распознаваемых этими клонами ХЛЛ, и о возможности антигенного привода.Выявляются корреляции между стереотипами и другими генетическими аномалиями, биологическими особенностями, такими как сигнальные пути, и прогнозом. Как они могут повлиять на прогноз и решения о лечении, остается открытым вопросом.

Массовые параллельные исследования секвенирования, оценивающие полные экзомы и геномы образцов ХЛЛ, начали определять мутационный ландшафт и паттерны клональной эволюции при этом заболевании. Хотя комплексный анализ этих сложных данных и определение их клинической значимости в повседневной практике являются постоянными проблемами, возникают новые темы.Во-первых, существует ограниченный набор мутаций при ХЛЛ, и исследования показали, что в среднем на одного пациента приходится 15 несинонимичных мутаций. Среди наиболее часто мутируемых генов — SF3B1 , ATM , TP53 , BIRC3 и NOTCh2 . Во-вторых, хотя существует большой список мутировавших генов, драйверные мутации (те, которые превышают частоту фоновых мутаций и считаются биологически значимыми для лейкемогенеза и прогрессирования) могут присутствовать только в 30 генах или около того.Эти гены могут быть организованы в ограниченный набор путей или функциональных групп. Большинство мутаций драйвера связаны с немутантным подтипом IGHV (плохой прогноз) ХЛЛ, за исключением del (13q), MYD88 и CHD2 , которые, по-видимому, больше разделяются с мутировавшим IGHV CLL. В-третьих, клональная эволюция может происходить при рецидиве и часто зависит от лечения. При использовании чувствительных методов мутации драйвера рецидива могут быть обнаружены в образцах до лечения примерно в 50% случаев.В-четвертых, наличие субклональных мутаций-драйверов в образцах до лечения связано с более короткой выживаемостью без прогрессирования заболевания независимо от других факторов риска. В таблице 12.4 показаны некоторые из наиболее часто мутируемых генов, функциональные пути и приблизительные частоты. Это быстро меняющаяся область, и заинтересованный читатель может обратиться к ключевым источникам этой главы.

Учебное пособие по клеточному циклу и митозу

Биологический проект > Cell Биология > Введение.to Cell Cycle & Mitosis > Учебное пособие Учебное пособие по клеточному циклу и митозу Митоз Что такое (и не есть) митоз? Митоз — это деление ядра плюс цитокинез, в результате которого образуются два идентичных дочерние клетки в профазе, прометафазе, метафазе, анафазе и телофаза. Интерфаза часто включается в обсуждение митоза, но интерфаза технически не является частью митоза, а скорее охватывает стадии G1, S и G2 клеточного цикла. Интерфаза и митоз Межфазный Клетка участвует в метаболической активности и готовится к митозу (следующие четыре фазы, которые приводят к делению ядра и включают его). Хромосомы четко не различаются в ядре, хотя может быть видно темное пятно, называемое ядрышком. Клетка может содержать пару центриолей (или центров организации микротрубочек у растений), обе из которых являются местами организации микротрубочек. Профаза Хроматин в ядре начинает конденсироваться и становится видимым на свету. микроскоп как хромосомы. Ядрышко исчезает. Центриоли начинают двигаться к противоположным концам клетки и волокна отходят от центромер. Некоторые волокна пересекают клетку, чтобы сформировать митотическое веретено. Прометафаза Ядерная мембрана растворяется, отмечая начало прометафазы.Белки прикрепляются к центромерам, создавая кинетохоры. Прикрепляются микротрубочки кинетохоры и хромосомы начинают двигаться. Метафаза Волокна веретена выравнивают хромосомы по середине ядра клетки. Этот линия называется метафазной пластиной. Эта организация помогает обеспечить что на следующем этапе, когда хромосомы разделены, каждое новое ядро получит по одной копии каждой хромосомы. Анафаза Парные хромосомы разделяются кинетохорами и перемещаются в противоположные стороны. ячейки. Движение является результатом комбинации движения кинетохор вдоль микротрубочки веретена и за счет физического взаимодействия полярных микротрубочек. Телофаза Хроматиды достигают противоположных полюсов клетки, и вокруг нее образуются новые мембраны. дочерние ядра.Хромосомы расходятся и больше не видны под световой микроскоп. Волокна веретена расходятся, и цитокинез или на этом этапе также может начаться разделение клетки. Цитокинез В клетках животных цитокинез возникает, когда волокнистое кольцо, состоящее из белка актин вокруг центра клетки сокращается, зажимая клетку в две дочерние клетки, каждая с одним ядром. Share This Story, Choose Your Platform! FacebookTwitterLinkedInRedditWhatsappGoogle+TumblrPinterestVkEmail Related Posts Насморк при прорезывании зубов у детей: причины, симптомы и лечение Насморк при прорезывании зубов у детей: причины, симптомы и лечение Как развивать ребенка в 10 месяцев: игры и занятия для малыша Как развивать ребенка в 10 месяцев: игры и занятия для малыша Во сколько месяцев можно ставить мальчиков в ходунки: оптимальный возраст и безопасность использования Во сколько месяцев можно ставить мальчиков в ходунки: оптимальный возраст и безопасность использования УЗИ брюшной полости у детей: подготовка, проведение и расшифровка результатов УЗИ брюшной полости у детей: подготовка, проведение и расшифровка результатов Когда и как вводить прикорм грудному ребенку: рекомендации педиатров Когда и как вводить прикорм грудному ребенку: рекомендации педиатров Leave A Comment Отменить ответ Comment Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.