그들이 숨 쉬는 생물에 대해 알려져 있습니다.먹이고, 번식하고, 죽는 것, 이것이 그들의 생물학적 기능입니다. 그러나 이 모든 일이 어떻게 일어나고 있습니까? 벽돌로 인해 - 세포도 호흡하고, 먹고, 죽고, 번식합니다. 그러나 어떻게 이런 일이 발생합니까?
세포 구조에 대해
집은 벽돌, 블록 또는 통나무로 만들어집니다.따라서 신체는 기본 단위인 세포로 나눌 수 있습니다. 모든 다양한 생물이 그들로 구성되어 있으며 차이점은 그 수와 유형에만 있습니다. 그들은 근육, 뼈 조직, 피부, 모든 내부 장기로 구성되어 있습니다. 목적이 매우 다릅니다. 그러나 이 세포나 저 세포가 수행하는 기능에 관계없이 모두 거의 같은 방식으로 배열됩니다. 우선, 모든 "벽돌"에는 세포 소기관이있는 껍질과 세포질이 있습니다. 일부 세포에는 핵이 없으며 원핵 생물이라고하지만 다소 발달 된 유기체는 유전 정보가 저장되는 핵이있는 진핵 생물로 구성됩니다.
세포질에 위치한 소기관다양하고 흥미롭고 중요한 기능을 수행합니다. 동물 기원의 세포에서 소포체, 리보솜, 미토콘드리아, 골지 복합체, 중심 소체, 리소솜 및 운동 요소가 분리됩니다. 그들의 도움으로 신체의 기능을 보장하는 모든 과정이 발생합니다.
세포의 생명 활동
이미 언급했듯이 모든 생명체는 먹고 숨쉬고증식하고 죽습니다. 이 진술은 전체 유기체, 즉 사람, 동물, 식물 등과 세포 모두에 해당됩니다. 놀랍지 만 각 "벽돌"에는 고유 한 삶이 있습니다. 소기관을 희생시키면서 그는 영양분과 산소를 받아 처리하고 외부의 모든 과잉을 제거합니다. 세포질 자체와 소포체는 수송 기능을 수행하며, 미토콘드리아는 무엇보다도 호흡과 에너지 공급을 담당합니다. 골지 복합체는 세포 폐기물의 축적 및 제거를 처리합니다. 나머지 세포 소기관도 복잡한 과정에 관여합니다. 그리고 수명주기의 특정 단계에서 세포가 분열하기 시작합니다. 즉, 번식 과정이 발생합니다. 더 자세히 고려할 가치가 있습니다.
세포 분열 과정
번식은 생활 발달의 단계 중 하나입니다.유기체. 세포에도 동일하게 적용됩니다. 수명 주기의 특정 단계에서 번식할 준비가 된 상태로 들어갑니다. 원핵 세포는 단순히 둘로 분열되어 늘어나서 격막을 형성합니다. 이 과정은 막대 모양 박테리아의 예를 사용하여 간단하고 거의 완전히 연구되었습니다.
진핵 세포에서는 모든 것이 다소더 어렵다. 그들은 유사 분열, 유사 분열 및 감수 분열이라는 세 가지 다른 방식으로 번식합니다. 이러한 각 경로에는 고유 한 특성이 있으며 특정 유형의 세포에 내재되어 있습니다. 유사분열
때때로 직접 분할은 다양성으로 구별됩니다.그러나 일부 과학자들은 이것을 별도의 메커니즘으로 간주합니다. 이 과정은 오래된 세포에서도 드뭅니다. 또한 감수 분열과 그 단계, 유사 분열 과정, 이러한 방법의 유사점과 차이점이 고려됩니다. 단순 분할에 비해 더 복잡하고 완벽합니다. 이것은 감수 분열 단계의 특성이 가장 상세할 수 있도록 환원 분할에 특히 해당됩니다.
중심소는 세포 분열에서 중요한 역할을 합니다 -일반적으로 골지 복합체 근처에 위치한 특수 소기관. 이러한 각 구조는 3개로 그룹화된 27개의 미세소관으로 구성됩니다. 전체 구조는 원통형입니다. 중심 소체는 간접 분열 과정에서 세포 분열의 방추 형성에 직접 관여하며, 이에 대해서는 아래에서 설명합니다.
유사 분열
세포 수명다릅니다. 일부는 며칠 동안 살고 일부는 완전한 변화가 매우 드물게 발생하기 때문에 장간에 기인할 수 있습니다. 그리고 사실상 이 모든 세포는 유사분열을 통해 증식합니다. 대부분의 경우 분할 기간 사이에 평균 10-24시간이 걸립니다. 유사분열 자체는 짧은 시간이 걸립니다 - 동물의 경우 약 0.5-1
이러한 분할의 의미는 크다 - 이 과정전체 유기체의 발달이 일어나는 조직의 성장 및 재생을 돕습니다. 또한, 무성 생식의 기초가 되는 것은 유사분열입니다. 그리고 또 하나의 기능은 세포를 이동하고 이미 사용되지 않는 세포를 교체하는 것입니다. 따라서 감수 분열의 단계가 더 복잡하기 때문에 그 역할이 훨씬 더 높다고 믿는 것은 잘못된 것입니다. 이 두 프로세스는 서로 다른 기능을 수행하며 중요하고 고유한 방식으로 대체할 수 없습니다.
유사분열은 여러 단계로 구성되며,그 형태 학적 특징. 세포가 간접적으로 분열할 준비가 된 상태를 간기(interphase)라고 하며, 그 과정 자체가 5개의 단계로 더 나뉘는데, 이에 대해서는 좀 더 자세히 살펴봐야 합니다.
유사 분열 단계
간기에 있는 세포는 분열을 준비합니다.DNA와 단백질 합성이 일어난다. 이 단계는 전체 구조의 성장과 염색체 복제가 일어나는 여러 단계로 나뉩니다. 세포는 전체 수명 주기의 최대 90% 동안 이 상태를 유지합니다.
나머지 10%는 사업부 자체가 점유하고,5단계로 나뉜다. 식물 세포의 유사 분열 동안 다른 모든 경우에는 없는 예비 단계도 방출됩니다. 새로운 구조의 형성이 일어나고 핵이 중심으로 이동합니다. 예비 단계 테이프가 형성되어 미래 부서의 제안된 사이트를 표시합니다.
다른 모든 세포에서 유사 분열 과정은 다음과 같이 진행됩니다.
1 번 테이블
| 예명 | 특성 |
| Prophase | 핵의 크기가 커지면 그 안에 있는 염색체가나선형으로 하다, 현미경으로 볼 수 있게 된다. 핵분열 방추는 세포질에 형성됩니다. 핵소체 붕괴는 종종 발생하지만 항상 일어나는 것은 아닙니다. 세포의 유전 물질의 함량은 변하지 않습니다. |
| 중기 | 핵막이 분해됩니다. 염색체는 활발하지만 불규칙하게 움직이기 시작합니다. 궁극적으로, 그들은 모두 중기 판의 평면에옵니다. 이 단계는 최대 20분 동안 지속됩니다. |
| 중기 | 염색체는 적도를 따라 일렬로 늘어서 있다.두 극에서 거의 동일한 거리에서 스핀들 평면을 분할합니다. 전체 구조를 안정적인 상태로 유지하는 미세 소관의 수는 최대에 도달합니다. 자매 염색분체는 서로 밀어내고 중심체에서만 연결을 유지합니다. |
| 아나 페이즈 | 가장 짧은 단계.Chromatids는 가장 가까운 극쪽으로 서로를 분리하고 밀어냅니다. 이 과정은 때때로 별도로 분리되어 아나페이즈 A라고 합니다. 결과적으로 핵분열극 자체가 발산합니다. 일부 원생동물의 세포에서 분열 방추의 길이는 최대 15배까지 증가합니다. 그리고 이 하위 단계를 아나페이즈 B라고 합니다. 이 단계에서 프로세스의 지속 시간과 순서는 가변적입니다. |
| 텔로 페이즈 | 반대 방향으로 발산이 끝난 후염색분체의 극이 멈춘다. 염색체의 응축이 발생합니다. 즉, 크기가 증가합니다. 미래 딸세포의 핵막 재건이 시작된다. 방추 미세소관이 사라집니다. 핵이 형성되고 RNA 합성이 재개됩니다. |
유전정보 분할 완료 후cytokinesis 또는 cytotomy가 발생합니다. 이 용어는 어머니의 몸에서 딸 세포의 몸이 형성되는 것을 의미합니다. 이 경우 세포 소기관은 원칙적으로 반으로 나뉘지만 예외는 가능하지만 격막이 형성됩니다. Cytokinesis는 일반적으로 telophase 내에서 고려하여 별도의 단계에서 분리되지 않습니다.
따라서 가장 흥미로운 과정은 유전 정보를 전달하는 염색체를 포함합니다. 그것들은 무엇이며 왜 그렇게 중요합니까?
염색체 정보
아직 유전에 대한 단서가 없는 사람들은자손의 많은 자질이 부모에게 달려 있다는 것을 알았습니다. 생물학의 발달로 특정 유기체에 대한 정보가 각 세포에 저장되고 그 일부가 미래 세대에 전달된다는 것이 명백해졌습니다.
19세기 말에 염색체가 발견되었습니다.
염색체가 명확해지는 순간의 구조눈에 보이는, 오히려 단순 - 그들은 중심에 의해 중간에 연결된 두 개의 염색분체입니다. 그것은 특정 뉴클레오티드 서열이며 세포 증식 과정에서 중요한 역할을 합니다. 궁극적으로 염색체는 겉보기와 중기에서 가장 잘 보일 때 문자 X와 비슷합니다.
1900년 멘델의 법칙이 발견되면서유전 형질의 전달 원리를 설명합니다. 그런 다음 마침내 염색체가 유전 정보가 전달되는 것과 정확히 일치한다는 것이 분명해졌습니다. 미래에 과학자들은 이것을 증명하기 위해 많은 실험을 수행했습니다. 그리고 연구 주제는 세포 분열이 그들에게 미치는 영향이었습니다.
감수 분열
유사분열과 달리 이 메커니즘은 결국원래보다 2 배 적은 염색체 세트를 가진 두 개의 세포가 형성됩니다. 따라서 감수 분열 과정은 이배체 단계에서 반수체 단계로의 전환으로 작용하며, 우선
감수 분열과 그 단계는 유명한 과학자들에 의해 연구되었습니다.V. Fleming, E. Strasburgrer, V. I. Belyaev 등. 식물과 동물의 세포에서 이 과정에 대한 연구는 오늘날까지 계속되고 있습니다. 이는 매우 복잡합니다. 처음에는 이 과정이 유사분열의 변종으로 간주되었지만 발견 직후 거의 별도의 메커니즘으로 확인되었습니다. 감수분열의 특징과 이론적 중요성은 이미 1887년에 아우구스트 바이스만(August Weissmann)에 의해 처음으로 적절하게 기술되었습니다. 그 이후로 환원분할 과정에 대한 연구는 크게 발전했지만 도출된 결론은 아직까지 반박되지 않고 있다.
감수분열은 배우자 형성과 혼동되어서는 안되지만 둘 다이러한 프로세스는 밀접하게 관련되어 있습니다. 두 메커니즘 모두 생식 세포의 형성에 관여하지만 둘 사이에는 여러 가지 심각한 차이점이 있습니다. 감수 분열은 4개의 주요 단계로 구성된 2개의 분할 단계로 이루어지며, 그 사이에는 짧은 휴식 시간이 있습니다. 전체 과정의 기간은 핵의 DNA 양과 염색체 조직의 구조에 따라 다릅니다. 일반적으로 유사분열에 비해 훨씬 더 오래 지속됩니다.
그건 그렇고, 중요한 이유 중 하나는종의 다양성은 정확히 감수분열이다. 염색체 세트는 환원 분열의 결과로 두 개로 분할되어 새로운 유전자 조합이 나타나 주로 유기체의 적응성과 적응성을 잠재적으로 증가시키며 그 결과 특정 특성과 특성 세트를 받게 됩니다.
감수 분열의 단계
이미 언급했듯이 환원 셀분할은 일반적으로 두 단계로 나뉩니다. 이 각 단계는 4로 더 나뉩니다. 그리고 감수분열의 첫 번째 단계인 의향 I은 차례로 5개의 개별 단계로 세분화됩니다. 이 과정에 대한 연구가 계속됨에 따라 미래에 다른 사람들이 구별 될 수 있습니다. 이제 감수 분열의 다음 단계가 구별됩니다.
표 2
| 예명 | 특성 |
| 첫 번째 분할(축소) | |
1단계 | |
| 렙토틴 | 다른 말로 이 단계를 가는 필라멘트 단계라고 한다. 염색체는 현미경으로 볼 때 엉킨 공처럼 보입니다. 개별 스레드가 여전히 보기 어려운 경우 프롤렙토텐이 분리되는 경우가 있습니다. |
| 접합자 | 스레드를 병합하는 단계입니다.상동성, 즉 형태학적으로 서로 유사하고 유전적으로 염색체 쌍이 병합됩니다. 융합 과정에서 접합, 2가 또는 4가가 형성됩니다. 이것은 염색체 쌍의 상당히 안정적인 복합체의 이름입니다. |
| 파키텐 | 두꺼운 필라멘트 단계.이 단계에서 염색체가 나선형으로 바뀌고 DNA 복제가 완료되고 교차점이 형성됩니다(염색체의 개별 부분의 접촉점인 염색분체). 교차하는 과정이 발생합니다. 염색체는 유전 정보의 일부를 교차하고 교환합니다. |
| 디플로테나 | 이중 가닥 단계라고도 합니다. 2가의 상동염색체는 서로 반발하고 교합체에서만 연결된 상태를 유지합니다. |
| 운동장애 | 이 단계에서 2가는 핵 주변에서 발산합니다. |
| 중기 I | 핵 껍질이 파괴되고 핵분열 스핀들이 형성됩니다. 2가는 세포의 중심으로 이동하여 적도면을 따라 정렬됩니다. |
| 아나페이즈 I | 2가가 분해된 후 쌍의 각 염색체가 가장 가까운 세포 극으로 이동합니다. 염색분체로의 분리가 일어나지 않습니다. |
| 텔로페이즈 I | 염색체 발산 과정이 끝납니다.딸 세포의 개별 핵이 형성되며 각각 반수체 세트가 있습니다. 염색체가 탈기되어 핵막이 형성됩니다. 때때로 세포질 자체의 분열, 즉 세포질 분열이 관찰됩니다. |
| 두 번째 나눗셈(등식) | |
| 의안 II | 염색체의 응축이 일어나고 세포 중심이 분열됩니다. 핵 봉투가 파괴됩니다. 첫 번째에 수직으로 핵분열 스핀들이 형성됩니다. |
| 중기 II | 각 딸세포에서 염색체는 적도를 따라 정렬됩니다. 각각은 2개의 염색분체로 구성됩니다. |
| 아나페이즈 II | 각 염색체는 염색분체로 나뉩니다. 이 부분은 반대 극으로 분기됩니다. |
| 말기 II | 결과로 생성된 단일 염색분체 염색체는 탈감쇄됩니다. 핵막이 형성됩니다. |
따라서 감수 분열의 단계는 유사 분열의 과정보다 훨씬 더 복잡합니다. 그러나 이미 언급했듯이 간접 핵분열의 생물학적 역할은 서로 다른 기능을 수행하기 때문에 감소하지 않습니다.
그건 그렇고, 감수 분열과 그 단계는 다음에서 관찰됩니다.일부 원생 동물. 그러나 일반적으로 하나의 부서만 포함합니다. 이 1단계 형태가 나중에 현대적인 2단계 형태로 진화한 것으로 추정된다.
유사 분열과 감수 분열의 차이점과 유사점
언뜻 보기에 이 둘의 차이점은프로세스는 완전히 다른 메커니즘이기 때문에 명백합니다. 그러나 더 깊이 분석하면 유사 분열과 감수 분열의 차이가 그렇게 광범위하지 않고 결국 새로운 세포의 형성으로 이어진다는 것이 밝혀졌습니다.
우선, 이러한 메커니즘의 공통점에 대해 이야기할 가치가 있습니다. 사실, 두 가지 우연의 일치가 있습니다. 동일한 단계 순서와
차이가 훨씬 큽니다.우선, 유사 분열은 체세포에서 발생하는 반면 감수 분열은 생식 세포의 형성 및 포자 형성과 밀접한 관련이 있습니다. 단계 자체에서 프로세스가 완전히 일치하지 않습니다. 예를 들어, 유사분열의 교차는 간기 중에 발생하며, 그 후에도 항상 그런 것은 아닙니다. 두 번째 경우, 이 과정은 감수 분열의 후기를 설명합니다. 간접적인 분열에서 유전자의 재조합은 일반적으로 수행되지 않습니다. 이는 유기체의 진화적 발달과 종내 다양성의 유지에 어떤 역할도 하지 않는다는 것을 의미합니다. 유사분열에 의해 생성된 세포의 수는 2개이며, 이들은 모체와 유전적으로 동일하고 염색체의 이배체 세트를 갖는다. 감소 분할 중에는 모든 것이 다릅니다. 감수 분열의 결과는 모성 세포와 다른 4 개의 반수체 세포입니다. 또한 두 메커니즘 모두 지속 시간이 크게 다르며 이는 핵분열 단계 수의 차이뿐만 아니라 각 단계의 지속 시간 때문입니다. 예를 들어, 감수 분열의 첫 번째 단계는 훨씬 더 오래 지속됩니다. 이 시점에서 염색체의 접합과 교차가 발생하기 때문입니다. 그렇기 때문에 추가로 여러 단계로 나뉩니다.
일반적으로 유사분열과 감수분열의 유사점서로의 차이점에 비해 다소 중요하지 않습니다. 이러한 프로세스를 혼동하는 것은 거의 불가능합니다. 따라서 이전에는 환원 분열이 일종의 유사 분열로 간주되었다는 것이 이제는 다소 놀랍습니다.
감수 분열의 결과
이미 언급했듯이 프로세스가 끝난 후환원 분열, 이배체 염색체 세트를 가진 모세포 대신에 4개의 반수체 세포가 형성됩니다. 그리고 우리가 유사 분열과 감수 분열의 차이점에 대해 이야기한다면 이것이 가장 중요합니다. 생식 세포의 경우 필요한 양의 회복은 수정 후에 발생합니다. 따라서 새로운 세대마다 염색체 수가 두 배로 증가하지 않습니다.
또한 감수 분열 동안,유전자의 재조합. 번식 과정에서 이것은 종내 다양성의 유지로 이어집니다. 따라서 형제자매라도 때때로 서로 매우 다르다는 사실은 정확히 감수분열의 결과입니다.
그건 그렇고, 일부 잡종의 불임동물의 세계도 환원분할의 문제이다. 사실 다른 종에 속하는 부모의 염색체는 접합에 들어갈 수 없으므로 본격적인 생존 생식 세포의 형성이 불가능합니다. 따라서 동물, 식물 및 기타 유기체의 진화적 발달의 기초가 되는 것은 감수분열입니다.
