Levande organismer är kända för att andas,mata, multiplicera och dö, detta är deras biologiska funktion. Men hur händer det här? På grund av tegelstenarna - celler som också andas, matar, dör och multiplicerar. Men hur händer detta?
Om cellernas struktur
Huset är tillverkat av tegel, block eller stockar.Så kroppen kan delas in i elementära enheter - celler. Alla olika levande saker består av dem, skillnaden ligger bara i deras antal och typer. De består av muskler, benvävnad, hud, alla inre organ - de skiljer sig så mycket i sitt syfte. Men oavsett vilka funktioner denna eller den cellen utför, är de alla ordnade på ungefär samma sätt. Först och främst har alla "tegelstenar" ett skal och cytoplasma med organeller i sig. Vissa celler har ingen kärna, de kallas prokaryota, men alla mer eller mindre utvecklade organismer består av eukaryota, med en kärna där genetisk information lagras.
Organeller i cytoplasmanvarierade och intressanta, de utför viktiga funktioner. I celler av animaliskt ursprung isoleras endoplasmatisk retikulum, ribosomer, mitokondrier, Golgi-komplexet, centrioler, lysosomer och motoriska element. Med hjälp av dem sker alla processer som säkerställer kroppens funktion.
Vital aktivitet hos celler
Som redan nämnts matar, andas alla levande sakermultiplicerar och dör. Detta uttalande gäller både för hela organismer, det vill säga människor, djur, växter etc. och för celler. Överraskande nog har varje tegelsten sitt eget liv. På bekostnad av sina organeller tar han emot och bearbetar näringsämnen, syre och tar bort allt överskott utanför. Cytoplasman i sig och det endoplasmiska retikulumet utför en transportfunktion, mitokondrier är bland annat ansvariga för andning, liksom för att ge energi. Golgi-komplexet behandlar ackumulering och avlägsnande av cellulära avfallsprodukter. Resten av organellerna är också involverade i komplexa processer. Och i ett visst skede av livscykeln börjar cellen dela sig, det vill säga reproduktionsprocessen äger rum. Det är värt att överväga mer detaljerat.
Celldelningsprocess
Reproduktion är en av utvecklingsstadierna för ett levandeorganism. Detsamma gäller celler. Vid ett visst stadium i sin livscykel går de in i ett tillstånd där de är redo att reproducera. Prokaryota celler delar sig helt enkelt i två, förlänger och bildar sedan ett septum. Denna process är enkel och nästan fullständigt studerad med exempel på stavformade bakterier.
Med eukaryota celler är allt någotsvårare. De reproducerar på tre olika sätt som kallas amitos, mitos och meios. Var och en av dessa vägar har sina egna egenskaper, den är inneboende i en viss typ av celler. Amitos
Ibland särskiljs direkt uppdelning som en variationmitos, men vissa forskare anser att detta är en separat mekanism. Denna process är sällsynt även i gamla celler. Vidare kommer meios och dess faser, processen med mitos samt likheterna och skillnaderna mellan dessa metoder att övervägas. Jämfört med enkel uppdelning är de mer komplexa och perfekta. Detta gäller särskilt reduktionsdelning, så att egenskaperna hos meiosfaserna kommer att vara de mest detaljerade.
Centrioler spelar en viktig roll i celldelningen -speciella organeller, vanligtvis belägna nära Golgi-komplexet. Varje sådan struktur består av 27 mikrotubuli, grupperade i tre. Hela strukturen är cylindrisk. Centrioler är direkt involverade i bildandet av spindeln för celldelning i processen för indirekt delning, vilket kommer att diskuteras nedan.
Mitos
Varaktigheten av cellernas existensskiljer sig åt. Vissa lever i ett par dagar, och andra kan hänföras till hundraåringar, eftersom deras fullständiga förändring sker mycket sällan. Och nästan alla dessa celler multipliceras genom mitos. För de flesta av dem går det i genomsnitt 10-24 timmar mellan delningsperioderna. Mitos i sig tar en kort tidsperiod - hos djur är det cirka 0,5-1
Betydelsen av denna typ av uppdelning är stor - denna processhjälper till att växa och regenerera vävnader, varigenom hela organismen utvecklas. Dessutom är det mitos som ligger till grund för asexuell reproduktion. Och en funktion till är att flytta celler och ersätta de som redan har blivit föråldrade. Därför är det fel att tro att på grund av det faktum att meiosens stadier är mer komplexa är dess roll mycket högre. Båda dessa processer utför olika funktioner och är viktiga och oersättliga på sitt eget sätt.
Mitos består av flera faser som skiljer sig åtdess morfologiska egenskaper. Tillståndet i vilket cellen är, redo för indirekt uppdelning, kallas interfas, och själva processen är uppdelad i ytterligare 5 steg, som måste övervägas mer detaljerat.
Faser av mitos
Att vara i mellanfas förbereder cellen för delning:syntes av DNA och proteiner sker. Detta steg är indelat i flera fler, under vilka tillväxten av hela strukturen och duplicering av kromosomer sker. Cellen förblir i detta tillstånd i upp till 90% av hela livscykeln.
De återstående 10% ockuperas av divisionen själv,uppdelad i 5 etapper. Under mitos av växtceller frigörs också en preprofas, som saknas i alla andra fall. Bildandet av nya strukturer äger rum, kärnan rör sig till centrum. Ett förfasband bildas som markerar den föreslagna platsen för den framtida uppdelningen.
I alla andra celler fortsätter mitosprocessen enligt följande:
bord 1
| Artistnamn | funktionen |
| Prophase | Kärnan ökar i storlek, kromosomerna i denspiralisera, bli synlig under ett mikroskop. En klyvningsspindel bildas i cytoplasman. Sönderfall av Nucleolus förekommer ofta, men det händer inte alltid. Innehållet i det genetiska materialet i cellen förblir oförändrat. |
| Prometafas | Kärnmembranet går sönder. Kromosomer börjar röra sig aktivt men oregelbundet. I slutändan kommer de alla till metafasplattans plan. Det här steget varar upp till 20 minuter. |
| Metafas | Kromosomer raderar sig längs ekvatorndelande spindelplan på ungefär lika avstånd från båda polerna. Antalet mikrorör som håller hela strukturen i ett stabilt tillstånd når ett maximum. Systerkromatider stöter ut varandra och håller anslutningen endast i centromeren. |
| Anafas | Kortaste etappen.Kromatider separerar och stöter varandra mot närmaste poler. Denna process isoleras ibland separat och kallas anafas A. Därefter avviker fissionspolerna. I cellerna i en del protozoer ökar delningsspindeln i längd upp till 15 gånger. Och detta substage kallas anafas B. Varaktigheten och sekvensen av processerna i detta skede är variabel. |
| Telofas | Efter slutet av avvikelsen mot det motsattastavarna på kromatiderna stannar. Dekondensation av kromosomer sker, det vill säga deras ökade storlek. Rekonstruktion av kärnmembran i framtida dotterceller börjar. Spindelmikrotubuli försvinner. Kärnor bildas, RNA-syntes återupptas. |
Efter avslutad delning av genetisk informationcytokinese eller cytotomi inträffar. Denna term betyder bildandet av kropparna av dotterceller från moderns kropp. I det här fallet delas organellerna som regel i hälften, även om undantag är möjliga bildas ett septum. Cytokinesis isoleras inte i en separat fas, som regel, med tanke på det inom telofasen.
Så de mest intressanta processerna involverar kromosomer som bär genetisk information. Vad är de och varför är de så viktiga?
Om kromosomer
Utan en aning om genetik ännu, människorvisste att många kvaliteter hos avkommor beror på föräldrarna. Med utvecklingen av biologin blev det uppenbart att information om en viss organism lagras i varje cell, och en del av den överförs till kommande generationer.
I slutet av 1800-talet upptäcktes kromosomer - strukturer bestående av en lång
Kromosomens struktur just nu när de är tydligasynligt, ganska enkelt - de är två kromatider förbundna i mitten av en centromer. Det är en specifik nukleotidsekvens och spelar en viktig roll i processen för cellproliferation. I slutändan liknar kromosomen utåt i profas och metafas, när det bäst kan ses, bokstaven X.
1900 upptäcktes Mendels lagar,beskriver principerna för överföring av ärftliga egenskaper. Då blev det äntligen klart att kromosomer är exakt vad genetisk information överförs med. I framtiden har forskare genomfört ett antal experiment för att bevisa detta. Och sedan var ämnet för studien det inflytande som celldelning har på dem.
Meios
Till skillnad från mitos hamnar denna mekanismleder till bildandet av två celler med en uppsättning kromosomer två gånger mindre än originalet. Således fungerar meiosprocessen som en övergång från den diploida fasen till den haploida fasen och i första hand
Meios och dess faser studerades av sådana kända forskare,som V. Fleming, E. Strasburgrer, V. I. Belyaev och andra. Studien av denna process i cellerna hos både växter och djur fortsätter till denna dag - den är så komplex. Ursprungligen betraktades denna process som en variant av mitos, men nästan omedelbart efter upptäckten identifierades den ändå som en separat mekanism. Egenskaperna hos meios och dess teoretiska betydelse beskrevs först tillräckligt av August Weissmann redan 1887. Sedan dess har studien av processen för reduktionsdelning avancerat mycket, men de slutsatser som dragits har ännu inte motbevisats.
Meios bör inte förväxlas med gametogenes, även om bådadessa processer är nära besläktade. Båda mekanismerna är involverade i bildandet av könsceller, men det finns ett antal allvarliga skillnader mellan dem. Meios inträffar i två delningsdelar, var och en består av fyra huvudfaser, det finns en kort paus mellan dem. Varaktigheten av hela processen beror på mängden DNA i kärnan och strukturen för den kromosomala organisationen. I allmänhet är det mycket mer långvarigt jämfört med mitos.
Förresten, en av de främsta orsakerna till det betydandeartsmångfald är just meios. Uppsättningen av kromosomer är uppdelad i två som ett resultat av reduktionsdelning, så att nya kombinationer av gener förekommer, främst potentiellt som ökar organismernas anpassningsförmåga och anpassningsförmåga, vilket får vissa uppsättningar egenskaper och kvaliteter.
Faser av meios
Som redan nämnts, reduktionscellendelning är konventionellt uppdelad i två steg. Var och en av dessa steg delas vidare upp i 4. Och den första fasen av meios - profas I är i sin tur uppdelad i ytterligare 5 separata steg. När studien av denna process fortsätter kan andra urskiljas i framtiden. Nu skiljer sig följande faser av meios:
Tabell 2
| Artistnamn | funktionen |
| Första divisionen (minskning) | |
Profas I | |
| leptoten | På ett annat sätt kallas detta stadium scenen för fina filament. Kromosomer ser ut som en trasslig boll under mikroskopet. Ibland isoleras en proleptot, när enskilda trådar fortfarande är svåra att se. |
| zygoten | Steget för att slå samman trådar.Homologa, det vill säga liknar varandra i morfologi och genetiskt, parar kromosomer samman. I fusionsprocessen, det vill säga, konjugering, bivalenter eller tetrader bildas. Detta är namnet på ganska stabila komplex av par av kromosomer. |
| pachyten | Tjockt filamentstadium.I detta skede spiraliseras kromosomerna och DNA-replikering fullbordas, chiasmas bildas - kontaktpunkterna för enskilda delar av kromosomerna - kromatider. Processen med att korsa sker sker. Kromosomer korsar sig och utbyter vissa delar av genetisk information. |
| diplotena | Kallas också dubbelsträngssteget. Homologa kromosomer i bivalenter stöter bort varandra och förblir anslutna endast i chiasmata. |
| diakinesis | I detta skede divergerar bivalenterna vid kärnans periferi. |
| Metafas I | Kärnans skal förstörs, en klyvningsspindel bildas. Bivalenter rör sig till mitten av cellen och raderar sig längs ekvatorialplanet. |
| Anafas I | Bivalenter sönderfaller, varefter varje kromosom från ett par rör sig till närmaste cellpol. Ingen separation i kromatider sker. |
| Telofas I | Processen med kromosomdivergens slutar.Separata kärnor av dotterceller bildas, var och en med en haploida uppsättning. Kromosomer despiraliseras, ett kärnhölje bildas. Ibland observeras cytokinese, det vill säga uppdelningen av själva cellkroppen. |
| Andra divisionen (ekvationell) | |
| Profas II | Kondensation av kromosomer uppstår, cellcentret delar sig. Kärnkraftshöljet förstörs. En klyvningsspindel bildas vinkelrätt mot den första. |
| Metafas II | I var och en av dottercellerna sträcker sig kromosomer längs ekvatorn. Var och en av dem består av två kromatider. |
| Anafas II | Varje kromosom är uppdelad i kromatider. Dessa delar avviker från motsatta poler. |
| Telofas II | De erhållna kromatoserna med en kromatid despiraliseras. Ett kärnhölje bildas. |
Så det är uppenbart att faserna av meiotisk uppdelning är mycket mer komplexa än processen med mitos. Men som redan nämnts minskar detta inte den biologiska rollen för indirekt klyvning, eftersom de utför olika funktioner.
Förresten observeras meios och dess faser inågra av de enklaste. Men som regel innehåller den bara en uppdelning. Det antas att denna enstegsform senare utvecklades till den moderna tvåstegsformen.
Skillnader och likheter mellan mitos och meios
Vid första anblicken verkar det som om skillnaderna mellan dessa tvåprocesser är uppenbara, eftersom det här är helt olika mekanismer. Men vid djupare analys visar det sig att skillnaderna mellan mitos och meios inte är så globala, i slutändan leder de till bildandet av nya celler.
Först och främst är det värt att prata om vad dessa mekanismer har gemensamt. I själva verket finns det bara två tillfälligheter: i samma sekvens av faser, och också i det faktum att
Det finns mycket fler skillnader.Först och främst inträffar mitos i somatiska celler, medan meios är nära förknippat med bildandet av könsceller och sporogenes. I själva faserna sammanfaller inte processerna helt. Till exempel sker övergång i mitos under mellanfasen, och även då inte alltid. I det andra fallet står denna process för anafasen av meios. Rekombinationen av gener i indirekt uppdelning utförs vanligtvis inte, vilket innebär att den inte spelar någon roll i den evolutionära utvecklingen av organismen och upprätthåller den intraspecifika mångfalden. Antalet celler som härrör från mitos är två och de är genetiskt identiska med moderns och har en diploid uppsättning kromosomer. Under reduktionsdelningen är allt annorlunda. Resultatet av meios är 4 haploida celler som skiljer sig från moderns. Dessutom skiljer sig båda mekanismerna avsevärt i varaktighet, och detta beror inte bara på skillnaden i antalet fissionssteg utan också på varaktigheten för vart och ett av stegen. Till exempel varar den första profasen av meios mycket längre, för vid denna tidpunkt sker konjugering av kromosomer och övergång. Det är därför det också är uppdelat i flera steg.
I allmänhet likheter mellan mitos och meiosganska obetydlig i jämförelse med deras skillnader från varandra. Det är nästan omöjligt att förvirra dessa processer. Därför är det till och med något överraskande att reduktionsdelning tidigare ansågs vara en typ av mitos.
Konsekvenser av meios
Som redan nämnts, efter processens slutreduktionsdelning, i stället för modercellen med en diploid uppsättning kromosomer, bildas fyra haploida. Och om vi pratar om skillnaderna mellan mitos och meios är detta det viktigaste. Återställningen av den erforderliga mängden, när det gäller könsceller, sker efter befruktning. Således, med varje ny generation, finns det ingen fördubbling av antalet kromosomer.
Dessutom, under meios,rekombination av gener. I reproduktionsprocessen leder detta till att den intraspecifika mångfalden upprätthålls. Så att även syskon ibland skiljer sig mycket från varandra är just resultatet av meios.
Förresten, steriliteten hos vissa hybrider idjurvärlden är också ett problem med reduktionsdelning. Faktum är att kromosomerna hos föräldrar som tillhör olika arter inte kan komma i konjugering, vilket innebär att det är omöjligt att bilda fullvärdiga livskraftiga könsceller. Således är det meios som ligger till grund för utvecklingen av djur, växter och andra organismer.
