Co je to mitóza? Hodnota biologického procesu

V biologii existuje mnoho zajímavých a tajuplných témat a jedna z nich je struktura buňky a procesy její životně důležité činnosti. Ve znalosti buňky je její rozdělení považováno za nejzajímavější událost. Co je to mitóza (rozdělení), jaká je její podstata a význam? O tomto projevu v tomto článku.

Druhy reprodukce buněk

Reprodukce je nedílnou součástí veškerého života na naší planetě. Tato vlastnost je vlastní všem živým organismům a buňkám jako nejmenší strukturní jednotce organismu. Existují následující typy buněčné dělení :

• Mitóza je rozdělení bez sexuálních buněk nebo rozdělení na polovinu.
• Meióza je rozdělení, ve kterém dochází ke snížení počtu chromozomů. Takto se tvoří sexuální buňky - gamety s polovinou chromozomů.
• Endomitóza - v tomto případě dochází v jádře k reduplicaci (zdvojování) chromozomů, buňka se nerozděluje, ale zvyšuje její velikost. Jedním ze způsobů polyploidie je násobné zvýšení diploidního souboru chromozomů.
• Politenie - nedochází k rozdělení buněk, počet chromonemů v chromozomech se zvyšuje. Rovněž vede k polyploidii a ke zvýšení jádra a cytoplazmy.
  

Buněčný cyklus

Replikace (zdvojnásobení) DNA je nezbytná pro množení buněk, protože pouze tímto způsobem je možné dělení buněk do dvou identických dceřiných buněk. To je to, co mitóza (mitóza, z řečtiny Mitos - nit) - je způsob, jak dělat buňky přesným dělením genetického materiálu mezi dceřinými buňkami. Současně je proces replikace genetického materiálu a jeho rozdělení mezi dceřiné buňky odděleny v čase.

Doba předcházející mitóze buňky se nazývá mezifáze. Během tohoto období dochází k replikaci DNA.

Periody mezi dělením (mitóza) nebo buněčnou smrtí se nazývá buněčný cyklus.

Interfázová doba je nejdelší v buněčném cyklu. Poskytuje akumulaci energie a strukturních složek, které budou potřebné pro rozdělení, a syntézu nukleotidů nezbytných pro replikaci deoxyribonukleové kyseliny.

Cytologický proces

Vytvoření dvou identických mateřských buněk je to, co je mitóza. Tento typ rozdělení je charakteristický pro všechny somatické buňky mnohobuněčného organismu a stal se jednou z metod non-sexuální reprodukce jednotlivých buněk. Proces mitózy je rozdělen na čtyři fáze, které následují jeden druhého. Fáze jsou odděleny podle fyzikálně-chemického stavu cytoplazmy a umístění a vzhledu chromozomů. Trvání a charakteristika těchto fází se liší u různých typů buněk, ale sekvence a hlavní rysy zůstanou nezměněny u jakékoli mitózy. Jaké jsou fáze tohoto typu rozdělení a jaké jsou jejich rozdíly?

První fáze je prophase.

V této fázi dochází ke spirálování chromozomů (kondenzace a zhutnění), které se v mezifázi zdvojnásobily. V tomto stadiu jsou chromosomy viditelné ve světelném mikroskopu. Cytoplasma buňky se stává viskózní, membrány jádra jsou zničeny a centrioly tvoří dělicí vřeteno - jedná se o systém mikrotubulů z tubulinového proteinu, který se táhne od pólů buňky k rovníku. Je to vřeteno rozdělení, které bude zodpovědné za jasnou divergenci chromozomů.

Metafáze a anafáze - další fáze mitózy

Co se stane dál? Tyto dvě fáze jsou považovány za nejdůležitější při dělení buněk. V metafázi se chromozómy zaraďují na rovník buňky a tvoří rovnatou desku, která se nazývá mateřská hvězda. Každý chromozom je připojen k mikrotubulům vřetena dělení se svým centromerem. V anafázi se závity myofibril, které fixují vřeteno rozdělení, začnou kontrastovat a roztahovat chromatidy na tyče buňky. Anaphase se nazývá fáze dceřiných hvězd. Před koncem anafáze je na každém pólu namontován diploidní soubor chromozomů.

Konečná fáze mitózy

To se nazývá telofáze. V této fázi začíná proces cytokinézy - fyzické rozdělení buněk. Chromozomy na pólech despiralizují (odvíjení a vázání na proteiny), tvoří se jaderná obálka a pas, který rozdělí buňku na dvě. V rostlinné buňce se toto zúžení vytváří z intracelulární desky a v živočišných buňkách dochází k separaci v důsledku vytvoření dělicí drážky.

Délka fáze a regulace procesu

Doba trvání tohoto rozdělení je u různých typů buněk odlišná. V živočišných buňkách trvá 30-60 minut, v rostlinných buňkách - 2-3 hodiny. Délka fází mitózy je také odlišná a závisí na mnoha faktorech (velikost buněk, ploidie, podmínky prostředí). Nicméně fáze delšího rozdělení spojené s syntézou látek jsou pro- a telofáze. Například v savčích buňkách trvá prophase mitózy 25-30 minut, metafáze a anafáze jsou asi 15 minut a telofáze mohou trvat až 40 minut. In mnohobuněčné tělo mitotická buněčná aktivita je řízena neurohumorálním. Na něm se účastní nervový systém a hormony orgánů vnitřní sekrece (např. Hormony nadledvin, hypofýzy, štítné žlázy a pohlavní hormony). Při narušení neurohumorální regulace dochází ke změně mitotické aktivity, kterou pozorujeme v buňkách různých nádorů.

Kritické body

Buněčný cyklus je komplexní proces, který vyžaduje nezbytnou kontrolu nad buňkou. Stády by měly být přísně jedno za druhým, s úplným dokončením předchozího důležitého. Kontrolní body jsou body, které zaručují přechod na další fáze a zajišťují přesnost přenosu informací. Jsou rozlišeny tři takové body v buněčném cyklu.

První je začátek procesu replikace DNA a přípravy na rozdělení. Pokud dojde v tomto okamžiku k porušení, vede to k přerušení DNA a integritě chromozomů.

Druhým je kontrola kvality a úplnosti replikace materiálu předků. V případě porušení v tomto bodě dochází k porušení karyotypu buněk.

Třetí je počátek anafyzy mitózy, kdy by měla existovat odchylka chromozomů od pólů.

Studium procesů vyskytujících se v těchto místech pomůže zlepšit metody regenerace tkání a orgánů, nalézt způsoby, jak zabránit narušení buněčného cyklu a zabránit nekontrolovanému rozdělení buněk. Porušení buněčného cyklu a patologické mitózy mohou být také způsobeny expozicí jedům nebo toxinům, extrémním faktorům (přehřátí, hladování kyslíkem, ionizujícímu záření). Virové infekce mohou také vést k patologické mitóze.

Biologický význam mitózy

Tento typ buněčného dělení poskytuje přesný přenos dědičných informací v řadě po sobě jdoucích buněčných cyklů. Tento přenos zachovává karyotyp (soubor chromozomů) organismů každého druhu a stabilitu druhu v procesu vývoje (historický vývoj).

Všechno somatických buněk mnohobuněčný organismus je mitoticky rozdělen, což zajišťuje růst organismu. Kromě toho je hodnota mitózy při zajišťování regenerace tkání a orgánů a při náhradě buněk. Například kostní dřeň neustále aktualizuje složení krevních buněk.

Mnoho zvířat a rostlin si zvolilo právě takovou metodu reprodukce bez pohlavního styku (jednobuněčné, střevní dutiny a nejenom). Přírodní důkaz úplné identity buněk tvořených mitózou jsou identické dvojčata, které pocházejí z jediného zygota, sdíleného mitózou v časných stádiích embryonálního vývoje.