Fasa mitosis, ciri, fungsi, dan organisma

The mitosis Ia adalah proses pembahagian sel, di mana sel menghasilkan sel -sel anak perempuan yang sama secara genetik; Bagi setiap sel dua "anak perempuan" dijana dengan beban kromosom yang sama. Bahagian ini dijalankan dalam sel somatik organisma eukariotik.

Proses ini adalah salah satu peringkat kitaran sel organisma eukariotik, yang difahami dalam 4 fasa: s (sintesis DNA), m (pembahagian sel), G1 dan G2 (fasa pertengahan di mana mRNA dan protein berlaku). Bersama -sama, fasa G1, G2, dan S dianggap sebagai antara muka. Bahagian nuklear dan sitoplasma (mitosis dan sitokinesis) membentuk tahap terakhir kitaran sel.

Gambaran keseluruhan mydosis. Sumber: Viewaprabha [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)]

Di peringkat molekul, myitosis dimulakan dengan pengaktifan kinase (protein) yang dipanggil MPF (faktor pemotongan pematangan) dan fosforilasi akibat dari sejumlah besar komponen sel komponen. Yang terakhir membolehkan sel membentangkan perubahan morfologi yang diperlukan untuk menjalankan proses pembahagian.

Mitosis adalah proses aseksual, kerana sel progenitor dan anak perempuannya mempunyai maklumat genetik yang sama. Sel -sel ini dikenali sebagai diploid dengan membawa beban kromosom lengkap (2n).

Sebaliknya, meiosis adalah proses pembahagian sel yang mengakibatkan pembiakan seksual. Dalam proses ini, sel stem diploid mereplikasi kromosomnya dan kemudian membahagikan dua kali berturut -turut (tanpa mereplikasi maklumat genetiknya). Akhirnya, 4 sel anak perempuan dijana dengan hanya separuh daripada beban kromosom, yang dipanggil haploid (n).

[TOC]

Umum mitosis

Mitosis dalam organisma uniselular biasanya menghasilkan sel anak perempuan yang sangat serupa dengan ibu bapanya. Sebaliknya, semasa perkembangan makhluk multiselular, proses ini boleh menyebabkan dua sel dengan beberapa ciri yang berbeza (walaupun secara genetik identik).

Pembezaan sel ini menimbulkan jenis sel yang berbeza yang membentuk organisma multiselular.

Semasa kehidupan organisma, kitaran sel berlaku secara berterusan, sentiasa membentuk sel -sel baru yang seterusnya, berkembang dan bersedia untuk membahagikan melalui myitosis.

Pertumbuhan dan pembahagian selular dikawal oleh mekanisme, seperti apoptosis (kematian sel yang diprogramkan), yang membolehkan mengekalkan keseimbangan, mengelakkan pertumbuhan tisu yang berlebihan. Dengan cara ini, sel -sel yang cacat digantikan oleh sel -sel baru, mengikut keperluan dan keperluan organisma.

Apa kaitan proses ini?

Keupayaan untuk menghasilkan semula adalah salah satu ciri yang paling penting dari semua organisma (dari uniselular hingga multiselular) dan sel -sel yang mengarangnya. Kualiti ini membolehkan untuk memastikan kesinambungan maklumat genetik anda.

Pemahaman tentang proses mitosis dan meiosis, mempunyai peranan asas dalam memahami ciri -ciri sel yang menarik dari organisma. Sebagai contoh, harta benda menyimpan bilangan kromosom dari satu sel ke yang lain dalam individu, dan antara individu yang sama spesies.

Apabila kita mengalami beberapa jenis potongan atau luka di kulit kita, kita melihat bagaimana dalam beberapa hari kulit yang rosak pulih. Ini berlaku terima kasih kepada proses myitosis.

Fasa dan ciri -cirinya

Secara umum, mitos mengikuti urutan proses yang sama (fasa) dalam semua sel eukariotik. Dalam fasa ini banyak perubahan morfologi berlaku di dalam sel. Antaranya pemeluwapan kromosom, pecah membran nuklear, pemisahan sel dari matriks ekstraselular dan sel -sel lain, dan pembahagian sitoplasma.

Dalam sesetengah kes, bahagian nuklear dan bahagian sitoplasma dianggap sebagai fasa yang berbeza (mitosis dan sitokinesis, masing -masing).

Untuk kajian yang lebih baik dan pemahaman tentang proses, enam (6) fasa telah ditetapkan, dipanggil: propase, dijanjikan, metaphase, anaphase dan telophase, kemudian mempertimbangkan sitokinesis sebagai fasa keenam, yang mula berkembang semasa anaphase.

Telophase adalah fasa terakhir mitosis. Diambil dari https: // commons.Wikimedia.Org/wiki/fail: mitosepanel.JPG. Melalui Wikimedia Commons

Fasa -fasa ini telah dikaji sejak abad kesembilan belas melalui mikroskop cahaya, jadi hari ini mereka mudah dikenali mengikut ciri -ciri morfologi sel, seperti pemeluwapan kromosom, dan pembentukan spindle mitosis.

Propase

Propase. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Profase adalah manifestasi pertama pembahagian sel. Dalam fasa ini, anda dapat melihat penampilan kromosom sebagai bentuk yang boleh dibezakan, kerana pemadatan progresif kromatin. Pemeluwapan kromosom ini bermula dengan fosforilasi molekul Histona H1 oleh kinase MPF.

Proses pemeluwapan terdiri daripada penguncupan dan oleh itu pengurangan magnitud kromosom. Ini berlaku kerana rolling gentian kromatin, menghasilkan struktur yang lebih mudah disesuaikan (kromosom mitosis).

Kromosom yang sebelum ini diduplikasi dalam tempoh s kitaran sel, memperoleh penampilan filamen berganda, yang dipanggil kromatid kakak, filamen ini tetap bersatu melalui rantau yang dipanggil centromero. Dalam fasa ini nukleoli juga hilang.

Ia boleh melayani anda: Sel Cromafin: Ciri -ciri, Histologi, Fungsi

Pembentukan Spindle Mitosis

Oleh Silvia3 [GFDL (http: // www.gnu.Org/copyleft/fdl.html) atau cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Semasa prophase, spindle mitosis, yang terdiri daripada microtubules dan protein yang membentuk satu set gentian terbentuk.

Oleh kerana gelendong terbentuk, microtubules sitoskeleton (oleh penonaktifan protein yang mengekalkan struktur mereka) adalah dibebaskan, memberikan bahan yang diperlukan untuk pembentukan spindle mitosis tersebut.

Pusat -pusat (organelle tanpa membran, berfungsi dalam kitaran sel), pendua di antara muka, bertindak sebagai unit pemasangan microtubules dari spindle. Dalam sel -sel haiwan, pusat itu ada di tengah, sepasang centrioles; Tetapi ini tidak hadir di kebanyakan sel tumbuhan.

Pusat pendua, mereka mula memisahkan satu dari yang lain manakala microtubules gelendong dipasang di setiap mereka, mula berhijrah ke hujung yang bertentangan.

Pada akhir prophase, pecah pembungkus nuklear bermula, yang berlaku dalam proses yang berasingan: MAS of of the nuklear liang, lembaran nuklear dan membran nuklear. Cuti ini membolehkan spindle dan kromosom mitosis mula berinteraksi.

Janji

Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Pada peringkat ini, sampul nuklear telah dipecah -pecah sepenuhnya, jadi microtubules spindle menyerang kawasan ini, berinteraksi dengan kromosom. Kedua -dua pusat telah dipisahkan, masing -masing di tiang spindle mitosis, di seberang sel sel.

Sekarang, gelendong mitosis termasuk microtubules (yang meluas dari setiap pusat ke pusat sel), pusat -pusat, dan sepasang Osteres (struktur dengan pengedaran radial microtubules pendek, yang digunakan dari setiap pusat).

Kromatid dibangunkan masing -masing, struktur protein khusus, yang dipanggil cinetocoro, yang terletak di centromere. Knetocoros ini terletak di arah yang bertentangan dan beberapa microtubules dipatuhi, dipanggil microtubules cinnetocoro.

Microtubules ini yang dilampirkan ke Cinetocoro mula menggerakkan kromosom dari hujungnya; beberapa dari tiang dan yang lain dari tiang yang bertentangan. Ini mewujudkan kesan "tarik dan mengecut" yang apabila menstabilkan, membolehkan kromosom berakhir di antara hujung sel.

Metaphase

Kromosom sejajar dalam plat khatulistiwa sel semasa metafase mitos

Dalam metaphase, pusat -pusat ini terletak di hujung sel yang bertentangan. Spindle menunjukkan struktur yang jelas, di mana pusat kromosom terletak. Centromeres kromosom ini ditetapkan pada gentian dan diselaraskan dalam satah khayalan yang disebut plak metaphasic.

Cipnetocoros kromatid tetap melekat pada microtubules cinetocoro. Microtubules yang tidak mematuhi knetocoros dan meluas dari tiang bertentangan gelendong, kini berinteraksi antara satu sama lain. Pada ketika ini microtubules dari Osteres bersentuhan dengan membran plasma.

Pertumbuhan dan interaksi microtubules ini, melengkapkan struktur spindle mitosis, dan memberikan penampilan "sangkar burung".

Secara morfologi, fasa ini adalah yang kelihatan kurang perubahan, jadi ia dianggap sebagai fasa berehat. Walau bagaimanapun, walaupun mereka tidak mudah dilihat, banyak proses penting berlaku di dalamnya, sebagai tambahan kepada tahap mitosis terpanjang.

Anaphase

Sumber: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Semasa anaphase, setiap pasangan kromatid mula memisahkan (dengan tidak aktif protein yang menyatukannya). Kromosom berasingan bergerak ke arah hujung sel yang bertentangan.

Pergerakan penghijrahan ini disebabkan oleh fakta bahawa microtubules Catocoro de Acortan, menghasilkan kesan "tarik" yang menjadikan setiap kromosom bergerak, dari centromeronya. Bergantung pada lokasi centromere dalam kromosom, ia boleh diambil semasa anjakannya bentuk tertentu seperti V atau J.

Microtubules tidak dipatuhi knetocoro, tumbuh dan dipanjangkan oleh lekatan tubulin (protein) dan oleh tindakan protein motor yang bergerak ke atasnya, yang membolehkan hubungan di antara mereka berhenti. Ketika mereka bergerak dari satu sama lain, tiang gelendong melakukannya juga, memanjangkan sel.

Pada akhir fasa ini, kumpulan kromosom terletak di ujung bertentangan spindle mitosis, jadi setiap hujung sel adalah dengan set kromosom lengkap dan setara.

Telophase

Telophase. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Telophase adalah fasa terakhir bahagian nuklear. Microtubules cinetocoro hancur sementara microtubules kutub lebih lama dipanjangkan.

Membran nuklear mula membentuk sekitar setiap permainan kromosom, menggunakan bungkus nuklear sel induk, yang seperti vesikel sitoplasma.

Pada peringkat ini, kromosom yang berada di tiang sel tidak digalakkan sepenuhnya kerana defosforilasi molekul histon (H1). Pembentukan unsur -unsur membran nuklear diarahkan oleh beberapa mekanisme.

Semasa anaphase, banyak protein fosforilasi mula defosforilasi dalam prophase. Ini membolehkan permulaan telaga, vesikel nuklear mula berkumpul semula, yang dikaitkan dengan permukaan kromosom.

Boleh melayani anda: Chondrocytes: Ciri -ciri, Histologi, Fungsi, Penanaman

Sebaliknya, liang nuklear adalah re-assembla yang membolehkan mengepam protein nuklear. Protein lamina nuklear defosforilasi, membolehkan mereka dikaitkan semula, untuk menyelesaikan pembentukan lamina nuklear tersebut.

Akhirnya, selepas kromosom sepenuhnya tidak digalakkan, sintesis RNA dimulakan semula, membentuk nukleolus sekali lagi dan dengan itu melengkapkan pembentukan nukleus antara muka anak perempuan yang baru.

Cytokinesis

Cytocinesis diambil sebagai peristiwa yang berasingan dari pembahagian nuklear, dan biasanya dalam sel -sel biasa, proses bahagian sitoplasma mengiringi setiap myitosis, bermula dengan anaphase. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa dalam beberapa embrio, pelbagai bahagian nuklear berlaku sebelum bahagian sitoplasma.

Proses ini bermula dengan kemunculan alur atau celah yang ditanda. Tempat celah ditunjukkan oleh spindle mitosis khususnya, microtubules ásteres.

Dalam celah yang ditandakan terdapat satu siri mikrofilam yang membentuk cincin yang diarahkan ke bahagian sitoplasma membran sel, sebahagian besarnya terdiri daripada actin dan myosin. Protein ini berinteraksi antara satu sama lain yang membolehkan penguncupan cincin di sekitar alur.

Penguncupan ini dihasilkan oleh gelongsor filamen protein ini, ketika berinteraksi antara satu sama lain, dengan cara yang sama yang mereka lakukan misalnya dalam tisu otot.

Penguncupan cincin semakin mendalam dengan menggunakan kesan "mencubit" yang akhirnya membahagikan sel induk, yang membolehkan pemisahan sel anak perempuan, dengan kandungan sitoplasma dalam pembangunan.

Sitosin dalam sel tumbuhan

Sel tumbuhan mempunyai dinding sel, jadi proses pembahagian sitoplasma mereka berbeza daripada yang diterangkan sebelum ini dan bermula di telophase.

Pembentukan dinding sel baru mula memasang microtubules spindle sisa, yang membentuk framoplast. Struktur silinder ini dibentuk oleh dua permainan microtubules yang menyambung di hujungnya, dan tiang positifnya tertanam dalam plak elektronik dalam satah khatulistiwa.

Vesikel kecil dari alat Golgi, penuh dengan prekursor dinding sel, bergerak melalui microtubules framoplast ke kawasan khatulistiwa, menggabungkan untuk membentuk plak sel. Kandungan vesikel diasingkan di atas pinggan ini kerana ia tumbuh.

Plat ini tumbuh, bergabung dengan membran plasma di sepanjang perimeter sel. Ini berlaku kerana penyusunan semula mikrotubul dari framoplast di pinggir plat, yang membolehkan lebih banyak vesikel bergerak ke arah pesawat ini dan mengosongkan kandungannya.

Dengan cara ini, pemisahan sitoplasma sel anak perempuan berlaku. Akhirnya kandungan plat sel di sebelah mikrofiber selulosa di dalamnya, membolehkan menyelesaikan pembentukan dinding sel baru.

Fungsi

Mitosis adalah mekanisme pembahagian dalam sel, dan merupakan sebahagian daripada fasa kitaran sel dalam eukariota. Dengan cara yang mudah, kita boleh mengatakan bahawa fungsi utama proses ini adalah pembiakan sel dalam dua sel anak perempuan.

Bagi organisma uniselular, pembahagian sel bermakna penjanaan individu baru, sementara untuk organisma multiselular proses ini adalah sebahagian daripada pertumbuhan dan fungsi badan yang lengkap (pembahagian sel menghasilkan perkembangan tisu dan penyelenggaraan struktur).

Proses mitos diaktifkan mengikut keperluan organisma. Dalam mamalia, sebagai contoh, sel darah merah (erythrocytes) mula membahagikan lebih banyak sel, apabila badan memerlukan penangkapan oksigen yang lebih baik. Begitu juga, sel darah putih (leukosit) menghasilkan semula apabila perlu untuk memerangi jangkitan.

Sebaliknya, beberapa sel haiwan khusus, hampir kekurangan proses mitosis atau sangat perlahan. Contohnya adalah sel saraf dan sel otot).

Secara umum, mereka adalah sel yang merupakan sebahagian daripada tisu penghubung dan struktur organisma dan pembiakannya hanya perlu apabila sel mempunyai beberapa kecacatan atau kemerosotan dan perlu diganti.

Peraturan Pertumbuhan dan Bahagian Sel.

Pertumbuhan sel dan sistem pembahagian sel jauh lebih kompleks dalam organisma multiselular daripada di uniselular. Pada yang terakhir, pembiakan pada dasarnya terhad oleh ketersediaan sumber.

Dalam sel haiwan, pembahagian ditahan sehingga terdapat isyarat positif yang mengaktifkan proses ini. Pengaktifan ini datang dalam bentuk isyarat kimia dari sel jiran. Ini membolehkan untuk mencegah pertumbuhan tisu tanpa had, dan pembiakan sel -sel yang cacat, yang serius boleh membahayakan kehidupan organisma.

Boleh melayani anda: membran basal: ciri, struktur dan fungsi

Salah satu mekanisme yang mengawal pendaraban sel adalah apoptosis, di mana sel mati (disebabkan oleh pengeluaran protein tertentu yang mengaktifkan pemusnahan diri) jika ia mempunyai kerosakan yang besar atau dijangkiti oleh virus.

Terdapat juga peraturan pembangunan sel melalui perencatan faktor pertumbuhan (seperti protein). Oleh itu, sel -sel tetap berada di antara muka, tanpa meneruskan fasa m kitaran sel.

Organisma yang melaksanakannya

Proses mitosis dijalankan dalam kebanyakan sel eukariotik, dari organisma uniselular seperti yis, yang menggunakannya sebagai proses pembiakan aseksual, kepada organisma multiselular yang kompleks seperti tumbuh -tumbuhan dan haiwan dan haiwan.

Walaupun secara umum, kitaran sel adalah sama untuk semua sel eukariotik, terdapat perbezaan yang ketara antara organisma uniselular dan multiselular. Pada bekas, pertumbuhan dan pembahagian sel disukai oleh pemilihan semula jadi. Dalam organisma multiselular, percambahan dibatasi oleh mekanisme kawalan ketat.

Dalam organisma uniselular pembiakan berlaku dipercepatkan, kerana kitaran sel beroperasi secara berterusan dan sel anak perempuan dengan cepat memulakan ke arah myitosis untuk meneruskan kitaran itu. Walaupun sel -sel organisma multiselular mengambil lebih banyak masa untuk berkembang dan dibahagikan.

Terdapat juga beberapa perbezaan antara proses mitosis sel tumbuhan dan haiwan, seperti dalam beberapa fasa proses ini, bagaimanapun, pada dasarnya, mekanisme ini beroperasi sama dalam organisma ini.

Pembahagian selular dalam sel prokariotik

Sel prokariotik

Secara umum, sel prokariotik tumbuh dan dibahagikan pada kadar yang lebih cepat daripada sel eukariotik.

Organisma dengan sel prokariotik (biasanya uniselular atau dalam beberapa kes multiselular) kekurangan membran nuklear yang mengasingkan bahan genetik di dalam nukleus, jadi ia tersebar di dalam sel, di kawasan yang disebut nukleoid. Sel -sel ini mempunyai kromosom bulat utama.

Bahagian sel dalam organisma ini lebih langsung daripada sel eukariotik, kekurangan mekanisme yang diterangkan (mitosis). Di dalamnya, pembiakan dilakukan oleh proses yang dipanggil pembelahan binari, di mana replikasi DNA bermula di tapak kromosom pekeliling tertentu (asal replikasi atau oric).

Dua asal dibentuk yang berhijrah ke sisi bertentangan sel seperti replikasi berlaku, dan sel terbentang sehingga mencapai dua kali ganda saiznya. Pada akhir replikasi, membran sel tumbuh ke dalam sitoplasma, membahagikan sel progenitor menjadi dua anak perempuan dengan bahan genetik yang sama.

Evolusi mitosis

Evolusi sel eukariotik membawa peningkatan kerumitan dalam genom. Ini menunjukkan perkembangan mekanisme bahagian yang lebih rumit.

Apa yang mendahului mitosis?

Terdapat hipotesis yang mencadangkan bahawa pembahagian bakteria adalah mekanisme mitosis pendahulu. Hubungan tertentu antara protein yang berkaitan dengan pembelahan binari telah dijumpai (yang boleh menjadi yang menambat kromosom ke tapak tertentu membran plasma anak -anak perempuan) dengan tubulin dan actin sel eukariotik.

Beberapa kajian menunjukkan keanehan tertentu dalam pembahagian protik uniselular moden. Di dalamnya membran nuklear tetap utuh semasa mitosis. Kromosom yang direplikasi tetap berlabuh ke tapak tertentu membran ini, memisahkan apabila nukleus mula meregangkan semasa pembahagian sel.

Ini menunjukkan kebetulan tertentu dengan proses pembelahan binari, di mana kromosom yang direplikasi ditetapkan ke tempat -tempat tertentu dalam membran sel. Hipotesis kemudian mencadangkan bahawa para protis yang membentangkan kualiti ini semasa pembahagian sel mereka, dapat mengekalkan ciri -ciri sel selular nenek moyang ini.

Pada masa ini, penjelasan mengapa sel -sel eukariotik organisma multiselular belum dibangunkan, perlu membran nuklear yang hancur semasa proses pembahagian sel.

Rujukan

1. Albarracín, a., & Telulón, ke. Ke. (1993). Teori sel pada abad kesembilan belas. Edisi Akal.
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, p. (2008). Biologi molekul sel. Sains Garland, Taylor dan Francis Group.
3. Campbell, n., & Reece, J. (2005). Biologi 7^th Edisi, AP.
4. Griffiths, a. J., Lewontin, r. C., Miller, J. H., & Suzuki, D. T. (1992). Pengenalan kepada Analisis Genetik. McGraw-Hill Inter-American.
5. Karp, g. (2009). Biologi Sel dan Molekul: Konsep dan Eksperimen. John Wiley & Sons.
6. Lodish, h., Darnell, J. Dan., Berk, a., Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Scott, m. P., & Matsudaira, p. (2008). Biologi sel mollecular. Macmillan.
7. Segura-Valdez, m. D. L., Cruz-Gómez, s. D. J., López-Cruz, r., Zavala, g., & Jiménez-García, l. F. (2008). Visualisasi mitosis dengan mikroskop daya atom. Petua. Majalah Khusus dalam Sains Kimia-Biologi, 11 (2), 87-90.