המיתוסים שלבים המאפיינים שלהם, פונקציות, אורגניזמים

ה מיטוזה זה תהליך של חלוקת תאים, שבו התא מייצר תאים גנטיים זהים מבחינה גנטית; עבור כל תא, שתי "בנות" עם אותו כרומוזום תשלום נוצרים. חלוקה זו מתרחשת בתאים הסומטיים של אורגניזמים אאוקריוטים.

תהליך זה הוא אחד השלבים של מחזור התא של אורגניזמים איקריוטיים, אשר מורכב ב 4 שלבים: S (סינתזת DNA), M (חלוקת תא), G1 ו- G2 (שלבי ביניים שבו התעתיקים והחלבונים יוצר) . בסך הכל, G1, G2, ומופעי S נחשבים כממשק. חטיבת ציטופלסמית הגרעינית (מיטוזה cytokinesis) מהווה את השלב האחרון של מחזור התא.

ברמה המולקולרית, המיטוזיס מתבצע על ידי הפעלת קינאז (חלבון) הנקרא MPF (Matoration Promoting Factor), וכתוצאה מכך זירעון של מספר משמעותי של מרכיבי חלבונים בתא. זה האחרון מאפשר לתא להציג את השינויים המורפולוגיים הדרושים כדי לבצע את תהליך החלוקה.

מיטוזה היא תהליך מינית, שכן לתא האב ובנותיו יש בדיוק אותו מידע גנטי. תאים אלה ידועים כמו דיפלואידים כי הם נושאים את המטען הכרומוזומי המלא (2n).

המיוזה, לעומת זאת, היא תהליך חלוקת התאים שמעורר רבייה מינית. בתהליך זה, תא גזע דיפלואידי משכפל את הכרומוזומים שלו ואז מתחלק פעמיים ברצף (בלי לשכפל את המידע הגנטי שלו). לבסוף, 4 תאים הבת נוצרים רק עם חצי מטען כרומוזום, אשר נקראים הפלואידים (n).

אינדקס

• 1 הכללים של מיטוזה
• 2 מהי הרלוונטיות של תהליך זה?
• 3 שלבים ומאפייניהם
  • 3.1 רווח
  • 3.2
  • 3.3 מטאפיס
  • 3.4 Anaphase
  • 3.5 טלופז
  • 3.6 ציטוקוקינציה
  • 3.7 ציטוקוקינציה בתאי צמחים
• 4 פונקציות
• תקנה של גידול תאים וחלוקה.
• 6 ארגונים שמבצעים אותה
• 7 חלוקת תאים בתאים פרוקריוטים
• 8 אבולוציה של מיטוזה
  • 8.1 מה שקדם למיטוזה?
• 9 הפניות

הכללות של מיטוזה

מיטוזה באורגניזמים תאיים מייצרת בדרך כלל תאי בת דומים מאוד לאבותיהם. לעומת זאת, במהלך ההתפתחות של יצורים רב תאיים, תהליך זה יכול להיווצר שני תאים עם כמה מאפיינים שונים (למרות היותם זהים מבחינה גנטית).

הבחנה זו של תאים מעוררת את סוגי התאים השונים המרכיבים את האורגניזמים הרב תאיים.

במהלך חייו של אורגניזם, מחזור התא מתרחש ברציפות, כל הזמן יוצרים תאים חדשים אשר, בתורם, לגדול ולהכין לחלק דרך מיטוזה.

חלוקת תאים ותאים מוסדר על ידי מנגנונים, כגון אפופטוזיס (מוות מתוכנן התא), המאפשרים שמירה על איזון, מניעת עודף הצמיחה של רקמות. בדרך זו הוא הבטיח כי תאים פגומים מוחלפים תאים חדשים, על פי הדרישות והצרכים של האורגניזם.

מהי הרלוונטיות של תהליך זה?

היכולת לשכפל היא אחד המאפיינים החשובים ביותר של כל האורגניזמים (מ unicellular כדי תאיים) ואת התאים להלחין אותו. איכות זו מאפשרת לך להבטיח את המשכיות המידע הגנטי שלך.

ההבנה של תהליכי המיטוזה והמיאוזיס מילאה תפקיד בסיסי בהבנת המאפיינים הסלולריים המסקרנים של האורגניזמים. לדוגמה, המאפיין של שמירה על מספר הכרומוזומים קבוע מתא אחד לשני בתוך אדם, ובין אנשים מאותו המין.

כאשר אנו סובלים סוג כלשהו של חתך או פצע בעור שלנו, אנו רואים כיצד בתוך ימים ספורים העור פגום משחזרת. זה קורה בזכות תהליך של מיטוזה.

שלבים ומאפייניהם

באופן כללי, מיטוזה עוקבת אחר אותו רצף של תהליכים (שלבים) בכל התאים האיקריוטים. בשלבים אלה, מתרחשים שינויים מורפולוגיים רבים בתא. ביניהם עיבוי של הכרומוזומים, קרע של הממברנה הגרעינית, הפרדת התא מן המטריצה ​​תאיים ותאים אחרים, ואת חלוקת הציטופלזמה.

במקרים מסוימים, חלוקה גרעינית וחלוקה cytoplasmic נחשבים שלבים נפרדים (מיטוזה ציטוקינים, בהתאמה).

עבור הבנה טובה יותר של התהליך ולימוד הם הוגדרו שישה (6) שלבים, כלומר: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase ו telophase, cytokinesis נחשב אז בתור שלב שישי, אשר מתחיל לפתח במהלך anaphase.

שלבים אלה נחקרו מאז המאה התשע עשרה דרך מיקרוסקופ אור, כך היום הם ניתן לזהות בנקל את המאפיינים המורפולוגיים הצגת התא, כגון התעבות כרומוזום, ואת היווצרות ציר המיטוטי.

רווח

הפרופאז הוא הביטוי הגלוי הראשון של חלוקת התא. בשלב זה ניתן לראות את המראה של כרומוזומים כמו צורות להבדיל, בשל דחיסה פרוגרסיבית של הכרומטין. עיבוי זה של הכרומוזומים מתחיל עם זרחון של מולקולות H1 היסטון על ידי קינאז MPF.

תהליך העיבוי מורכב מהצטמצמות, ולכן הפחתת גודל הכרומוזומים. זה קורה עקב סלילה של סיבי הכרומטין, לייצר מבנים עקורים בקלות יותר (כרומוזומים מיטוטי).

הכרומוזומים שכפלו בעבר במהלך התקופה של מחזור התא, לרכוש מראה נימה כפולה, המכונה כרומטידים אחות, אמר החוטים מוחזקים יחד דרך אזור שנקרא centromere. בשלב זה גם את nucleoli להיעלם.

היווצרות של ציר מיטיוטי

במהלך prophase, ציר מיטיוטי נוצר, המורכב microtubules וחלבונים המרכיבים קבוצה של סיבים.

כאשר הציר נוצר, microtubules של השלד הם פורקו (על ידי ביטול החלבונים לשמור על המבנה שלהם), מתן החומר הדרוש להיווצרות של ציר מיטוטי אמר.

Centrosome (אברנל ללא קרום, פונקציונלי במחזור התא), משוכפל בממשק, משמש יחידת הרכבה של microtubules ציר. בתאי בעלי חיים, centrosome יש זוג centrioles במרכז; אבל אלה נעדרים ברוב תאי הצמח.

הסינטרוזומים המשוכפלים מתחילים להיפרד זה מזה בעוד המיקרוטובולים של הציר מורכבים בכל אחד מהם, ומתחילים לנוע אל עבר הקצה הנגדי של התא.

בסוף הפרופאז מתחיל קרע המעטפה הגרעינית המתרחשת בתהליכים נפרדים: פירוק הנקבוביות הגרעיניות, הלמינה הגרעינית והקרום הגרעיני. הפסקה זו מאפשרת ציר מיטטי ואת הכרומוזומים להתחיל אינטראקציה.

Prometaphase

בשלב זה, המעטפה הגרעינית כבר מקוטעת לחלוטין, כך microtubules ציר מצליחים לפלוש לאזור זה, אינטראקציה עם הכרומוזומים. שני הצנטרוסים נפרדו, כל אחד מהם נמצא בקוטבי הציר המיטי, בקצות מנוגדים של התאים.

עכשיו, כולל microtubules ציר המיטוטי (המשתרע בכל centrosome לכיוון מרכז התא), centrosomes, וזוג אסתרים (מבנים עם הפצה רדיאלי קצרה של מיקרוטובולים, אשר לפרוס מכל centrosome).

הכרומטידים פיתחו כל אחד מהם, מבנה חלבונים מיוחד, הנקרא kinetochore, הממוקם במרכז. קינטוכורים אלה ממוקמים בכיוונים מנוגדים וכמה microtubules, הנקראים microtubules kinetochore, לדבוק בהם..

אלה microtubules המצורפת kinetochore להתחיל לעבור כרומוזום מקצה שבו הם להרחיב; חלקם מקוטב אחד ואחרים מהקוטב הנגדי. זה יוצר "למשוך ולהתכווץ" אפקט כי, כאשר התייצב, מאפשר כרומוזום בסופו של דבר בין הקצוות של התא.

מטאפיס

ב metaphase, centrosomes ממוקמים בקצה השני של התאים. הציר מראה מבנה ברור, שבמרכזו ממוקמים הכרומוזומים. Centromeres של כרומוזומים אמר קבועים סיבים מיושר מטוס דמיוני שנקרא צלחת metaphase.

Kinetochores של כרומטידים מחוברים עדיין microtubules kinetochore. Microtubules שאינם לדבוק kinetochores ולהרחיב מקטבים מנוגדים של ציר, עכשיו אינטראקציה זה עם זה. בשלב זה microtubules מן asters נמצאים במגע עם הממברנה פלזמה.

זה צמיחה ואינטראקציה של microtubules, משלים את המבנה של ציר מיטיוטי, ונותן לו "ציפור כלוב" המראה..

מבחינה מורפולוגית, השלב הזה הוא זה שמופיע פחות שינויים, כך שהוא נחשב לשלב מנוחה. עם זאת, למרות שהם לא מורגש בקלות, תהליכים חשובים רבים להתרחש בו, כמו גם להיות השלב הארוך ביותר של מיטוזה..

Anaphase

במהלך anaphase, כל זוג של כרומטידים מתחיל להיפרד (על ידי השבתת החלבונים שמחזיקים אותם יחד). כרומוזומים מופרדים לעבור לקצות המנוגדים של התא.

תנועת הגירה זו נובעת מקיצור של microtubules kinetochore, יצירת אפקט "למשוך" שגורם כל כרומוזום לעבור centromere שלה. בהתאם למיקום של centromere על כרומוזום, זה יכול לקחת צורה מסוימת כמו V או J במהלך העקירה שלה..

Microtubules לא מחובר kinetochore, לגדול להתארך על ידי הידבקות של tubulin (חלבון) ועל ידי פעולה של חלבונים המנוע לנוע עליהם, המאפשר את הקשר ביניהם לעצור. כאשר הם מתרחקים זה מזה, גם מוטות הציר עושים זאת, מאריכים את התא.

בסוף שלב זה, קבוצות של כרומוזומים ממוקמים בקצות מנוגדים של ציר מיטטי, כך שכל קצה של התא נשאר עם קבוצה שלמה של שווה הכרומוזומים..

טלופז

Telophase הוא השלב האחרון של חלוקת הגרעין. Microtubules kinetochore להתפרק בעוד microtubules קוטבי להאריך עוד יותר.

קרום הגרעין מתחיל להיווצר סביב כל קבוצה של כרומוזומים, תוך שימוש במעטפות הגרעין של תא האב, שהיו כמו שלפוחית ​​בציטופלזמה.

בשלב זה, הכרומוזומים הנמצאים בקטבים הסלולריים, מפוקחים לחלוטין בשל הדספוספורציה של מולקולות ההיסטון (H1). היווצרותם של מרכיבי הממברנה הגרעינית מכוונת על ידי מספר מנגנונים.

במהלך anaphase, רבים של חלבונים phosphorylated בפרופאז היו dephosphorylated. זה מאפשר כי בתחילת הטלופז, את שלפוחית ​​הגרעינים מתחילים להרכיב מחדש, מקשר עם פני השטח של הכרומוזומים.

מצד שני, את הנקבוביות הגרעיני הוא reassembled המאפשר שאיבה של חלבונים גרעיניים. החלבונים של lamina הגרעיני הם dephosphorylated, המאפשר להם לקשר שוב, כדי להשלים את היווצרות של lamina גרעיני אמר.

לבסוף, לאחר הכרומוזומים לחלוטין decondensed, סינתזה RNA הוא reititiated, להרכיב את nucleoli שוב והשלמת היווצרות של גרעיני interfase החדש של בת הבת.

ציטוקינים

ציטוקינים מתרחשים כאירוע נפרד מחטיבת הגרעין, ובדרך כלל בתאים טיפוסיים, תהליך החלוקה הציטופלזמית מלווה כל מיטוזה, המתחילה באנאפאזה. מספר מחקרים הראו כי בעוברים מסוימים, חלוקות גרעיניות מרובות מתרחשות לפני החלוקה הציטופלסמה.

התהליך מתחיל עם המראה של חריץ או חריץ המסומן במטוס של צלחת metaphase, להבטיח כי החלוקה מתרחשת בין קבוצות של כרומוזומים. מקום הסדק מצוין על ידי ציר מיטיטי במיוחד, microtubules של האסטרס.

בחריץ מסומן הוא סדרה של microfilaments יוצרים טבעת מכוונת כלפי הצד cytoplasmic של קרום התא, המורכב בעיקר אקטין ו מיוזין. חלבונים אלה אינטראקציה אחד עם השני ומאפשר את התכווצות הטבעת סביב החריץ.

התכווצות זו נוצרת על ידי הזזה של נימים של חלבונים אלה, כאשר אינטראקציה זה עם זה, באותו אופן שהם עושים למשל ברקמות שריר.

התכווצויות הטבעת מעמיקות על ידי הפעלת אפקט "clamping" שמחלק לבסוף את תא האב, ומאפשר את הפרדת תאי הבת, עם התוכן הציטופלאסמי המתפתח שלהם.

ציטוקינים בתאי הצמח

תאים הצמח יש קיר התא, ולכן התהליך שלהם חלוקה cytoplasmic שונה מזה שתואר לעיל ומתחיל ב telofase.

היווצרות של קיר תא חדש מתחיל כאשר microtubules של ציר הצירים הם התאספו, המהווים את השבר. מבנה גלילי זה נוצר על ידי שתי קבוצות של microtubules מחוברים בקצותיהם, אשר מוטות חיוביים מוטבעים בצלחת אלקטרונית במישור המשוונית.

שלפוחיות קטנות ממנגנון Golgi, מלאות מבשרי קיר התא, לעבור דרך microtubules של השבר לשטח המשוונית, בשילוב כדי ליצור צלחת התא. התוכן של שלפוחית ​​הוא הפרדה בצלחת זו ככל שהיא גדלה.

הצלחת האמורה גדלה, מתמזגת עם קרום הפלסמה לאורך תא התא. זה קורה עקב סידור מחדש מתמיד של microtubules של הפרגמופלסט בפריפריה של הצלחת, המאפשר יותר שלפוחית ​​לנוע לכיוון המטוס הזה ולרוקן את התוכן שלהם.

בדרך זו, ההפרדה cytoplasmic של תאים בת מתרחשת. לבסוף התוכן של צלחת התא יחד עם microfibers תאית בתוכו, מאפשר להשלים את היווצרות של קיר התא החדש.

פונקציות

מיטוזה היא מנגנון של חלוקה בתאים, והיא חלק מאחד השלבים של מחזור התא ב eukaryotes. באופן פשוט, ניתן לומר שהתפקיד העיקרי של תהליך זה הוא רבייה של תא בשני תאי בת.

עבור אורגניזמים תאיים, חלוקת תאים פירושה יצירתם של אנשים חדשים, בעוד שאורגניזמים רב תאיים תהליך זה הוא חלק מהצמיחה והתפקוד התקין של האורגניזם כולו (חלוקת התא מייצרת פיתוח רקמות ותחזוקת מבנים).

תהליך המיטוזה מופעל בהתאם לדרישות האורגניזם. אצל יונקים, למשל, תאי דם אדומים (אריתרוציטים) מתחילים לחלק תאים מייצרים יותר, כאשר הגוף זקוק לאספקה ​​טובה יותר של חמצן. כמו כן, תאי דם לבנים (leukocytes) להתרבות כאשר יש צורך להילחם בזיהום.

לעומת זאת, כמה תאים בעלי חיים מיוחדים, כמעט חסר תהליך של מיטוזה או איטי מאוד. דוגמה לכך הם תאי עצב ותאי שריר).

באופן כללי, הם תאים שהם חלק מרקמת החיבור והרקמה המבנית של האורגניזם וששכפולם נחוץ רק כאשר יש לתא כלשהו פגם או הידרדרות ויש להחליף אותו.

תקנה של צמיחת תאים וחלוקה.

מערכת הבקרה של צמיחה וחלוקת תאים מורכבת הרבה יותר באורגניזמים רב תאיים מאשר באורגניזמים תאיים. בחודש האחרון, רבייה היא מוגבלת בעצם על ידי זמינות של משאבים.

בתאי בעלי חיים, חלוקת נעצרת עד שיש אות חיובי המפעיל את התהליך הזה. הפעלה זו באה בצורה של אותות כימיים מתאי סמוכים. זה מאפשר למנוע את הצמיחה הבלתי מוגבלת של רקמות, ואת הרבייה של תאים פגומים, אשר יכול לפגוע קשות בחיי האורגניזם.

אחד המנגנונים השולטים בכפל התא הוא אפופטוזיס, שבו מת תא (בשל הפקת חלבונים מסוימים המפעילים הרס עצמי) אם הוא מציג נזק משמעותי או נגוע בווירוס.

יש גם את הסדרה של התפתחות תאים באמצעות עיכוב של גורמי גדילה (כגון חלבונים). כך התאים נשארים בממשק, מבלי להמשיך לשלב M של מחזור התא.

אורגניזמים שמבצעים אותה

תהליך המיטוזה מתבצע ברוב המכריע של תאים אוקריוטים, מאורגניזמים חד-תאיים כגון שמרים, המשמשים אותו כתהליך רבייה מינית, לאורגניזמים רב-תאיים מורכבים כגון צמחים ובעלי חיים.

אמנם באופן כללי, מחזור התא הוא זהה עבור כל תאים אוקריוטים, ישנם הבדלים ניכרים בין אורגניזמים תאיים תאיים. ב לשעבר, את הצמיחה ואת חלוקת התאים הוא המועדף על ידי הברירה הטבעית. באורגניזמים רב תאיים, התפשטות מוגבלת על ידי מנגנוני בקרה קפדניים.

באורגניזמים תאיים מתרחשת ההתאוששות באופן מואץ, שכן מחזור התא פועל כל הזמן ותאי הבת יוצאים במהירות לכיוון המיטוזה כדי להמשיך במחזור זה. בעוד תאים של אורגניזמים תאיים לקחת הרבה יותר זמן לגדול ולהתחלק.

יש גם כמה הבדלים בין התהליכים המיטוטים של תאי הצמח ובעלי החיים, כמו בחלק מהשלבים של תהליך זה, אולם באופן עקרוני, המנגנון פועל באופן דומה באורגניזמים אלה.

חלוקת תאים בתאים פרוקריוטים

בדרך כלל, תאים פרוקריוטים גדלים ומתחלקים בקצב מהיר יותר מאשר תאים אאוקריוטיים.

אורגניזמים עם תאים פרוקריוטים (בדרך כלל תאיים או בחלקים תאיים) אינם מכילים קרום גרעיני המבודד את החומר הגנטי בתוך גרעין, ולכן הוא מתפזר בתא, באזור הנקרא נוקלאואיד. תאים אלה יש כרומוזום הראשי עגול.

חלוקת התאים באורגניזמים אלה היא אז ישירה הרבה יותר מאשר בתאים האוקריוטים, ללא מנגנון המתואר (מיטוזה). אצלם ההתרבות מתבצעת בתהליך הנקרא ביקוע בינארי, שבו שכפול הדנ"א מתחיל במקום מסוים של הכרומוזום העגול (מקור שכפול או ORIC).

שני מקורות נוצרים לאחר מכן, אשר נודדים לצדדים מנוגדים של התא כאשר מתרחשת שכפול, והתא משתרע על פי גודלו. בסוף השכפול, קרום התא גדל לתוך הציטופלסמה, מחלק את התא האב לשתי בנות עם אותו חומר גנטי.

אבולוציה של מיטוזה

אבולוציה של תאים אוקריוטים, הביאה עימה את המורכבות הגנומית. זה הכרוך בפיתוח מנגנוני חלוקה משוכללים יותר.

מה שקדם למיטוזה?

ישנן השערות כי המדינה חלוקה חיידקית היא קודמת מנגנון מיטוזה. נמצא קשר בין החלבונים הקשורים לבקוע בינארי (אשר עשוי להיות אלה המעגנים את הכרומוזומים לאתרים ספציפיים של קרום הפלזמה של הבת) עם הטבולין והאקטין של תאים אוקריוטים.

כמה מחקרים מצביעים על מוזרויות מסוימות בחלוקת פרוטיסטים חד-תאיים מודרניים. בהם, קרום הגרעין נשאר שלם במהלך מיטוזה. הכרומוזומים המשוכפלים נשארים מעוגנים לאתרים מסוימים של קרום זה, המפרידים כאשר הגרעין מתחיל למתוח במהלך חלוקת התא.

זה מראה כמה צירוף מקרים עם תהליך של ביקוע בינארי, שבו כרומוזומים משוכפלים לצרף למקומות מסוימים על קרום התא. ההשערה קובעת כי פרוטיסטים שמציגים את האיכות הזו במהלך חלוקת התא שלהם, יכלו לשמור על מאפיין זה של תא אבות של סוג פרוקריוטי.

נכון לעכשיו, הסברים לא פותחו עדיין מדוע בתאים האיקריוטים של אורגניזמים רב תאיים יש צורך כי קרום הגרעין מתפורר במהלך תהליך חלוקת התא.

הפניות

1. Albarracín, A., & Telulón, A. A. (1993). תאוריה תאית במאה התשע-עשרה. מהדורות AKAL.
2. אלברטס, ב, ג 'ונסון, א, לואיס, ג' יי, Raff, M., Roberth, ק ', & וולטר, P. (2008). ביולוגיה מולקולרית של התא. גרלנד, טיילור ופרנסיס גרופ.
3. Campbell, N., & Reece, J. (2005). ביולוגיה 7^ה מהדורה, AP.
4. Griffiths, A.J, Lewontin, R.C, Miller, J.H., & Suzuki, D.T (1992). מבוא לניתוח גנטי. מקגרו-היל אינטרמריקנה.
5. Karp, G. (2009). ביולוגיה תאית ומולקולרית: מושגים וניסויים. ג 'ון ויילי ובניו.
6. לודש, ח ', דרנל, ג' יי, ברק, א, קייזר, C.A, קריגר, מ ', סקוט, מ' פ, & Matsudaira, P. (2008). ביולוגיה תאית מולקולרית. מקמילן.
7. סגורה-ולדז, מ 'ד', קרוז-גומז, ס 'ד', לופז-קרוז, ר ', זאוואלה, ג', ג 'ימיז גרסיה, ל' פ (2008). ויזואליזציה של מיטוזה עם מיקרוסקופ כוח אטומי. עצה מגזין המתמחה במדעי הכימיה הביולוגית, 11 (2), 87-90.