Typ podziału komórek mitozowych

Przydatne informacje na temat mitozy typu Cell Division!

Podział komórki inicjowany jest przez podział jądra. W zwykłej metodzie podziału jądro przechodzi przez wiele etapów, a cały skomplikowany proces nazywany jest mitozą. Szczegóły mitozy opracowała w drugiej połowie XIX wieku W. Flaming i inni. Powszechnie ten typ podziału komórek znajduje się w wegetatywnych częściach ciała rośliny. W procesie mitozy przed podziałem komórek liczba chromosomów jest zawsze powielana.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: medical-institution.com/wp-content/uploads/2013/04/Mitosis_diagram.jpg

Na przykład, jeśli roślina kukurydzy posiada 20 chromosomów w komórce somatycznej, to przed każdym podziałem komórek 20 chromosomów jest duplikowanych, następnie następuje podział, w wyniku czego powstają dwie komórki potomne, z których każda zawiera ponownie 20 chromosomów.

Różne etapy mitozy można łatwo rozpoznać w wierzchołkach cebuli. Z naukowego punktu widzenia proces mitozy można podzielić na dwie główne fazy - kariokinezę i cytokinezy. Rzeczywisty podział jądra jest znany jako karyokinezy, podczas gdy podział cytoplazmy komórki nazywa się cytokinezy.

Tak więc, podczas procesu mitozy jądro ulega kilku zmianom, które można łatwo zbadać w wierzchołku korzenia cebuli specjalnymi technikami cytologicznymi. Wydaje się, że główną funkcją mitozy jest równomierne rozdzielenie wszystkich części chromatyny pomiędzy dwa jądra potomne. Ważnymi fazami mitozy są: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

Prophase:

W jądrze spoczynkowym chromatyna rozchodzi się jako siateczka. W rzeczywistości składa się z kilku oddzielnych jednostek, chromosomów. Liczba chromosomów w jądrach jest określona u różnych gatunków. Stopniowo chromosomy stają się gęste i skondensowane, a każdy z nich dzieli się na długości tworząc dwie chromatydy.

Chromatydy pozostają zwinięte wokół siebie na całej długości. Stopniowo stają się znacznie grubsze i gładsze. Chromatydy nawijają się spiralnie wokół siebie, a każdy chromosom pozostaje otoczony przez membranę.

W dobrze utrwalonych chromosomach widoczne są nie wybarwione szczeliny lub przewężenia; są to obszary przywiązania, zwane centromerami. Jądra tracą swoją moc barwienia i znikają całkowicie. Jądro następnie szybko przechodzi do następnego etapu, metafazy, poprzez skomplikowaną serię zmian.

Metafaza:

Błona jądrowa znika, a jednocześnie pojawia się nowa struktura, wrzeciono, w cytoplazmie, która chemicznie składa się z długołańcuchowych cząsteczek białka zorientowanych wzdłużnie między dwoma biegunami. Włókna wrzeciona są jednak bardzo cienkimi kanalikami, a nie tylko nitkami białkowymi.

Analiza chemiczna komórek wykazała, że ​​około 15 procent białek cytoplazmatycznych wchodzi w skład jej makijażu. Po uformowaniu wrzeciona chromosomy przemieszczają się do niego przez cytoplazmę i zostają zamocowane przez ich centromery do obszaru w połowie drogi między biegunami zwanego równikiem wrzeciona, stanowiącego pozorną równowagę. Centromer każdego chromosomu zawsze kontaktuje się z wrzecionem na równiku; ramiona chromosomów, nie będąc tak ograniczonymi, są losowo zorientowane.

Centromer jest organem ruchu. Bez tego chromosom nie może orientować się na wrzecionie, a chromatydy nie mogą się od siebie oddzielać później. Pozycja centromeru jest widoczna w chromosomie podczas metafazy przez zwężenie, a ponieważ pozycja zwężenia jest charakterystyczna dla każdego chromosomu, centromer dzieli chromosom na dwa ramiona o różnych długościach. Bardzo niewiele chromosomów ma ściśle terminalne centromery.

Anafaza:

Anafaza podąża za metafazą. Na końcu metafazy centromery każdej pary chromatydów wydają się odpychać nawzajem. Centromery teraz dzielą się tak, że każda chromatyda ma swój własny centromer; następnie odsuwają się od siebie, aby zainicjować powolny ruch, który doprowadzi siostrzane chromatydy do przeciwnych biegunów. Zakończenie ruchu anafazowego następuje, gdy chromosomy tworzą grupę gęsto upakowaną na dwóch biegunach.

Telophase:

Gdy tylko chromosomy dotrą do biegunów, zbierają się w mniej lub bardziej stałą masę. To oznacza początek telofazy. Masa chromosomów stopniowo przekształca się w jądro. Powstaje nowa błona jądrowa. Wrzeciono stopniowo znika.

Tworzenie się i powiększanie przestrzeni zawierających nukleoplazmę trwa do czasu, aż chromosomy ponownie rozproszą się w postaci sieci typowej dla stadium spoczynkowego. W miarę jak masa chromosomów staje się coraz bardziej rozprzestrzeniona przez tworzenie się nukleoplazmy, pojawia się nowy jąderko. Nowo utworzone jądro zawiera tę samą liczbę chromosomów, co w jądrze nadrzędnym.

Cytokinezy:

Zaraz po rozdziale jądrowym następuje podział cytoplazmy, znany jako cytokinezy. Cytokinezy odbywa się na dwa sposoby. Zgodnie z jednym sposobem, większość celulozy jest osadzana w środku komórki, a komórka jest wynikiem. Ta metoda znana jest jako metoda płytki komórkowej. Według innej metody po utworzeniu młodych jąder, w cytoplazmie rozwija się bruzda, a cytoplazma dzieli się na dwie równe części, kończąc tym samym cytokinezy.

Powielanie DNA i jego transfer do komórek potomnych:

W wyniku podziałów mitotycznych jedna komórka rodzicielska powoduje powstanie dwóch komórek potomnych, a proces ten trwa przez czas nieokreślony. Nowo utworzone komórki potomne zachowują się w podobny sposób jak ich komórki macierzyste. To pokazuje, że komórki potomne niosą cząsteczkę DNA jednego rodzaju i są również podobne pod względem ilości. Jak wiemy, cząsteczki DNA składają się z dwóch spiralnie zwiniętych nici. Ten model DNA jest znany jako podwójna helisa DNA.

Podczas podziału komórki ze względu na obecność słabych wiązań wodorowych nici helisy DNA oddzielają się od siebie. W stadium profazy fazy mitozowej każdy chromosom dzieli się na dwie chromatydy. Jedna z nici DNA trafia do jednej chromatydy, a druga do innej chromatyd.

Wszystkie substancje chemiczne, które dają początek nowej nitce DNA, znajdują się w protoplazmie komórki potomnej. Nowo utworzona nić zwoje wokół starego nici DNA i tworzy podwójną helisę DNA. Nowo opracowany DNA jest podobny do oryginalnego DNA macierzystego jądra. Dzięki temu procesowi cząsteczki DNA docierają w tej samej ilości do każdej z komórek potomnych.

Znaczenie mitozy:

W wyniku mitozy chromosomy dzielą się wzdłużnie na dwie chromatydy. Każda chromatyda nosi wszystkie te cechy, które były obecne w chromosomie matki. Innymi słowy, w wyniku mitozy dwie identyczne komórki mają tę samą strukturę genetyczną, jakościowo i ilościowo, co komórka rodzicielska, z której powstały.

Zatem utrzymanie genetycznej integralności populacji komórek, a ostatecznie organizmu i jego zależnych, zależy od mechanizmu mitozy. Udowodniono, że proces ten jest korzystny dla rozmnażania wegetatywnego. W podobny sposób postacie roślin uprawianych w drodze rozmnażania wegetatywnego mogą być długo zachowane.