Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- профаза
- метафазни
- Анафаза
- телофазата
- Цитокинеза
- Междуфазови
- Видове клетки
- Митоза срещу Мейоза
- Защо клетките се делят
- Етапи на митозата
Всяко живо същество е изградено от клетки. Всеки човек започва живота като оплоден човешки ембрион с една клетка и до зряла възраст се е развил в пет трилиона клетки, благодарение на процес на клетъчно деление, наречен митоза. Митозата се появява винаги, когато са необходими нови клетки. Без него клетките в тялото ви не биха могли да се възпроизвеждат и животът, както знаете, нямаше да съществува.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Митозата е процес на клетъчно делене, при който една клетка се разделя на две генетично идентични дъщерни клетки.Петте етапа на митозата са интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
профаза
Митозата започва с профаза, която настъпва след първоначален подготвителен етап, който настъпва по време на интерфаза - фаза на "почивка" между клетъчните деления.
По време на ранна профаза, клетката започва да разгражда някои структури и създава други, подготвяйки се за разделянето на хромозомите. Дублираните хромозоми от интерфаза се кондензират, което означава, че те стават уплътнени и плътно навити. Ядрената обвивка се разпада и на краищата на делителната клетка се образува апарат, известен като митотично вретено. Шпинделът е изграден от силни протеини, наречени микротрубове, които са част от клетките "скелет" и задвижват делението на клетката чрез удължаване. Времето постепенно се удължава по време на профаза. Нейната роля е да организира хромозомите и да ги движи по време на митоза.
Към края на етапа на профазата ядрената обвивка се разрушава и микротубулите достигат от всеки клетъчен полюс до екватора на клетките. Кинетохорите, специализирани региони в центромерите на хромозомите - участъци от ДНК, където сестрите хроматиди са най-тясно свързани - се прикрепят към тип микротрубка, наречена кинетохорни влакна. Тези влакна взаимодействат с вретеновите полярни влакна, свързващи кинетохорите с полярните влакна, което насърчава хромозомите да мигрират към центъра на клетката. Тази част от процеса понякога се нарича prometaфаза, тъй като се появява непосредствено преди метафаза.
метафазни
В самото начало на етапа на метафазата двойките кондензирани хромозоми се подреждат по екватора на издължената клетка. Тъй като са кондензирани, те могат да се движат по-лесно, без да се заплитат.
Някои биолози всъщност разделят метафазата на две фази: прометафаза и истинска метафаза.
По време на прометафаза ядрената мембрана изчезва напълно. Тогава започва истинската метафаза. В животинските клетки двете двойки центриоли се подравняват в противоположните полюси на клетката, а полярните влакна продължават да се простират от полюсите до центъра на клетката. Хромозомите се движат произволно, докато се прикрепят, от двете страни на техните центромери към полярни влакна.
Хромозомите се подравняват в метафазната плоча под прав ъгъл спрямо полюсите на вретеното и се държат там от равни сили на полярните влакна, оказващи натиск върху хромозомите центромери. (Метафазната плоча не е физическа структура - това е просто термин за равнината, където хромозомите се редят.
Преди да премине към стадия на анафазата, клетката проверява дали всички хромозоми са на метафазната плоча с техните кинетохори, правилно прикрепени към микротрубочки. Това е известно като контролна точка на шпиндела. Тази контролна точка гарантира, че двойките хромозоми, наричани още сестрински хроматиди, се разделят равномерно между двете дъщерни клетки в анафазен стадий. Ако хромозомата не е правилно подравнена или прикрепена, клетката ще спре деленето, докато проблемът не бъде отстранен.
В редки случаи клетката не спира деленето и по време на митоза се правят грешки. Това може да доведе до промени в ДНК, което потенциално може да доведе до генетични нарушения.
Анафаза
По време на анафазата сестринските хроматиди се изтеглят към противоположни полюси (краища) на удължената клетка. Протеиновото "лепило", което ги държи заедно, се разгражда, за да ги остави да се разделят. Това означава, че дублиращите се копия на клетките ДНК завършват от двете страни на клетката и са готови да се разделят напълно. Всяка сестринска хроматида вече е собствена "пълна" хромозома. Сега се наричат дъщерни хромозоми. На този етап микротубулите се съкращават, което позволява процесът на отделяне на клетките.
Дъщерните хромозоми пътуват през вретеновия механизъм, за да достигнат до клетките, противоположни полюси. Докато хромозомите се приближават до полюс, те мигрират първо центромер и кинетохорните влакна се съкращават.
За да се подготвят за телофаза, двата клетъчни полюса се отдалечават по-далеч. След завършване на анафазата всеки полюс съдържа пълна колекция от хромозоми.
В този момент започва цитокинезата. Това е деленето на оригиналната цитоплазма на клетките и тя продължава през етапа на телофазата.
телофазата
В стадия на телофазата клетъчното делене е почти завършено. Ядрената обвивка, която преди беше разградена, за да позволи на микротрубовете да имат достъп и да набират хромозомите до екватора на делителната клетка, се реформира като две нови ядрени обвивки около отделените сестрински хроматиди.
Полярните влакна продължават да се удължават и ядрата започват да се образуват в противоположни полюси, създавайки ядрени обвивки от остатъчните части на ядрената обвивка на родителските клетки, плюс части от ендомембранната система. Митотичното вретено се разгражда на своите градивни елементи и се образуват две нови ядра - по едно за всеки набор хромозоми. По време на този процес ядрените мембрани и нуклеоли се появяват отново, а хроматиновите влакна на хромозомите се отварят и се връщат в предишната си струнна форма.
След телофазата митозата е почти завършена - генетичното съдържание на една клетка е разделено по равно на две клетки. Клетъчното делене обаче не е пълно, докато не се извърши цитокинеза.
Цитокинеза
Цитокинезата е деленето на цитоплазмата на клетките, започващо преди края на анафазата и завършва малко след стадия на митозата на телофазата.
По време на цитокинезата в животинските клетки, пръстен от протеини, наречени актин и миозин (същите протеини, които се намират в мускулите), прищипва удължената клетка в две чисто нови клетки. Ивица от нишки, направена от протеин, наречен актин, е отговорна за прищипването, създавайки гънка, наречена бразда на разцепване.
Процесът е различен при растителните клетки, тъй като те имат клетъчна стена и са твърде твърди, за да бъдат разделени по този начин. В растителните клетки структура, наречена клетъчна пластина, се образува по средата на клетката, разделяйки я на две дъщерни клетки, разделени от нова стена.
В този момент цитоплазмата, течността, в която се къпят всички клетъчни компоненти, се разделя еднакво между двете нови дъщерни клетки. Всяка дъщерна клетка е генетично идентична, съдържа собствено ядро и пълно копие на ДНК на организмите. Дъщерните клетки сега започват свой собствен клетъчен процес и могат сами да повторят процеса на митоза в зависимост от това, което стават.
Междуфазови
Почти 80 процента от живота на клетките се изразходва в интерфазата, която е етапът между митотичните цикли.
По време на интерфаза не се извършва деление, но клетката претърпява период на растеж и се подготвя за деление. Клетките съдържат много протеини и структури, наречени органели, които трябва да се репликират, като се подготвят за удвояване. ДНК на клетката се дублира по време на тази фаза, създавайки две копия от всяка верига ДНК, наречена хромозома. Хромозомата е молекула на ДНК, която носи цялата или част от наследствената информация на организма.
Самата интерфаза се разделя на различни фази: фаза G1, фаза S и фаза G2. G1 фаза е периодът преди синтеза на ДНК, през който клетката се увеличава по размер. По време на фазите на G1 клетките растат и наблюдават средата си, за да определят дали трябва да инициират друг кръг от делене на клетките.
По време на тясната S фаза се синтезира ДНК. Следва фазата на G2, когато клетката синтезира протеини и продължава да се увеличава. По време на фазата на G2 клетките проверяват дали репликацията на ДНК е приключила успешно и извършват всички необходими поправки.
Не всички учени класифицират интерфазата като стадий на митозата, защото тя не е активен стадий. Този подготвителен етап обаче е от съществено значение преди да се извърши действително клетъчно делене.
Видове клетки
Прокариотичните клетки, като бактерии, преминават през вид клетъчно деление, известно като бинарно делене. Това включва репликация на хромозомите на клетките, сегрегация на копираната ДНК и разделяне на цитоплазмата на родителските клетки. Бинарното делене създава две нови клетки, идентични на оригиналната клетка.
От друга страна, еукариотните клетки могат да се разделят или чрез митоза, или чрез мейоза. Митозата е по-често срещан процес, тъй като само сексуално възпроизвеждащите се еукариотни клетки могат да преминат през мейоза. Всички еукариотни клетки, независимо от техния размер или брой клетки, могат да преминат през митоза. Клетките на жив организъм, които не са репродуктивни клетки, се наричат соматични клетки и са важни за оцеляването на еукариотните организми. Жизненоважно е соматичните родителски и потомствени (дъщерни) клетки да не се различават една от друга.
Митоза срещу Мейоза
Клетките се делят по време на митозата, произвеждайки диплоидни клетки (клетки, които са идентични помежду си) и родителската клетка. Човешките същества са диплоидни, което означава, че имат две копия от всяка хромозома. Те наследяват едно копие на всяка хромозома от майка си и едно копие на всяка от баща си. Митозата се използва за растеж, възстановяване и асексуално възпроизвеждане.
Мейозата е друг вид клетъчно деление, но клетките, произведени по време на мейозата, са различни от тези, произведени по време на митозата.
Мейозата се използва за производство на мъжки и женски гамети, клетки с половината от нормалния брой хромозоми, които се използват само за сексуална репродукция. Клетката на човешкото тяло съдържа 46 хромозоми, подредени в 23 двойки. Гаметите са сперма или яйца и съдържат само 23 хромозоми. Ето защо понякога мейозата се нарича разделение на редукцията.
Мейозата произвежда четири дъщерни клетки. Това са хаплоидни клетки, което означава, че съдържат половината от броя на хромозомите като оригиналната клетка. Когато половите клетки се обединят по време на оплождането, тези хаплоидни клетки се превръщат в диплоидна клетка. Разберете повече подробности за приликите и разликите между митозата и мейозата в растежа на клетките и сексуалната репродукция.
Защо клетките се делят
Всички организми трябва да произвеждат генетично идентични дъщерни клетки. Едноклетъчните организми правят това, за да се размножават. Всяка от произведените клетки е отделен организъм. Многоклетъчните организми делят клетките по три причини: растеж, възстановяване и замяна.
Многоклетъчните организми могат да растат по два начина - чрез увеличаване на размера на клетките си или увеличаване на броя на клетките. Този последен вариант се постига чрез митоза.
Митозата е решаваща част от целия клетъчен цикъл, защото това е моментът, в който клетката предава генетичната си информация на дъщерните си клетки. Разделението също така гарантира, че новите клетки са на разположение като заместители, когато по-старите клетки в организма умрат.
Когато клетките са повредени, те трябва да бъдат поправени. Те се заменят с идентични клетки, способни да вършат точно същата работа.
Всички клетки трябва да бъдат заменени в определен момент от живота им. Червените кръвни клетки траят около три месеца, а кожните клетки още по-малко. Идентичните клетки продължават работата на клетките, които заместват.
Етапи на митозата
Митозата произвежда две дъщерни клетки с идентичен генетичен материал. Те също са генетично идентични с родителската клетка. Митозата има пет различни етапа: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Процесът на клетъчно делене е завършен едва след цитокинезата, която протича по време на анафаза и телофаза. Всеки стадий на митозата е необходим за репликация и деление на клетките.