Faze procesa podjele. Mitoza, ćelijski ciklus

Ćelijski ciklus je period života ćelije od jedne deobe do druge. Sastoji se od međufaznih i podjelnih perioda. Trajanje ćelijskog ciklusa varira kod različitih organizama (za bakterije - 20-30 minuta, za eukariotske ćelije - 10-80 sati).

Interfaza

Interfaza (od lat. inter- između, faze– emergence) je period između deoba ćelije ili od deobe do njene smrti. Period od diobe ćelije do njene smrti karakterističan je za ćelije višećelijskog organizma koje su nakon diobe izgubile svoju sposobnost za to (eritrociti, nervne ćelije itd.). Interfaza zauzima otprilike 90% ćelijskog ciklusa.

Interfaza uključuje:

1) predsintetički period (G 1) – počinju intenzivni procesi biosinteze, ćelija raste i povećava se u veličini. U tom periodu ćelije višećelijskih organizama koje su izgubile sposobnost dijeljenja ostaju do smrti;

2) sintetički (S) – DNK i hromozomi su udvostručeni (ćelija postaje tetraploidna), centriole, ako ih ima, se udvostruče;

3) postsintetički (G 2) – u osnovi se procesi sinteze u ćeliji zaustavljaju, stanica se priprema za diobu.

Dolazi do diobe ćelije direktno(amitoza) i indirektno(mitoza, mejoza).

Amitoza

Amitoza – direktna dioba ćelije, u kojoj se ne formira aparat za diobu. Jezgro se dijeli zbog prstenastog suženja. Ne postoji ujednačena distribucija genetskih informacija. U prirodi, makronukleusi (velika jezgra) cilijata i placentnih stanica kod sisara dijele se amitozom. Ćelije raka se mogu dijeliti amitozom.

Indirektna podjela je povezana s formiranjem fisijskog aparata. Aparat za diobu uključuje komponente koje osiguravaju ujednačenu distribuciju hromozoma između stanica (vreteno diobe, centromere i, ako postoje, centriole). Stanična dioba se može podijeliti na nuklearnu diobu ( mitoza) i citoplazmatska dioba ( citokineza). Ovo posljednje počinje pred kraj nuklearne fisije. Najčešći u prirodi su mitoza i mejoza. Povremeno se javlja endomitoza- indirektna fisija koja se javlja u jezgru bez razaranja njegove ljuske.

Mitoza

Mitoza je indirektna ćelijska dioba u kojoj se iz matične ćelije formiraju dvije kćeri ćelije s identičnim skupom genetskih informacija.

Faze mitoze:

1) profaza – dolazi do zbijanja (kondenzacije) kromatina, hromatide se spirale i skraćuju (postaju vidljive u svjetlosnom mikroskopu), nestaju jezgre i nuklearna membrana, formira se vreteno, njegove niti su pričvršćene za centromere hromozoma, centriole se dijele i razilaze na polove ćelije;

2) metafaza – hromozomi su maksimalno spiralizirani i locirani uz ekvator (u ekvatorijalnoj ploči), homologni hromozomi leže u blizini;

3) anafaza – niti vretena se skupljaju istovremeno i rastežu hromozome do polova (hromozomi postaju monohromatidni), najkraća faza mitoze;

4) telofaza – formiraju se hromozomi despiralni, nukleoli i nuklearna membrana, počinje podjela citoplazme.

Mitoza je karakteristična prvenstveno za somatske ćelije. Mitoza održava konstantan broj hromozoma. Pomaže povećanju broja ćelija, stoga se opaža tokom rasta, regeneracije i vegetativnog razmnožavanja.

Mejoza

Mejoza (iz grčkog mejoza- redukcija) je indirektna redukcijska dioba ćelije, u kojoj se iz matične ćelije formiraju četiri ćelije kćeri, koje imaju neidentične genetske informacije.

Postoje dvije podjele: mejoza I i mejoza II. Interfaza I je slična interfazi prije mitoze. U postsintetskom periodu interfaze, procesi sinteze proteina ne prestaju i nastavljaju se u profazi prve podjele.

mejoza I:

profaza I – hromozomi se spirale, jezgra i nuklearna ovojnica nestaju, formira se vreteno, homologni hromozomi se približavaju i lepe zajedno duž sestrinskih hromatida (kao munja u zamku) – javlja se konjugacija, tako se formira tetrads, ili bivalenti, formira se ukrštanje hromozoma i sekcije se razmjenjuju - prelazeći preko, tada se homologni hromozomi odbijaju jedan od drugog, ali ostaju povezani u područjima gdje je došlo do prelaska; procesi sinteze su završeni;

metafaza I – hromozomi se nalaze duž ekvatora, homologni – bihromatidni hromozomi se nalaze jedan naspram drugog sa obe strane ekvatora;

anafaza I – filamenti vretena se istovremeno skupljaju i protežu duž jednog homolognog bihromatidnog hromozoma prema polovima;

telofaza I (ako ih ima) - kromosomi su despiralni, formiraju se jezgra i nuklearna membrana, citoplazma je raspoređena (stanice koje se formiraju su haploidne).

Interfaza II(ako postoji): ne dolazi do dupliciranja DNK.

Mejoza II:

profaza II – hromozomi postaju gušći, nukleol i nuklearna membrana nestaju, formira se fisiono vreteno;

metafaza II – hromozomi se nalaze duž ekvatora;

anafaza II – hromozomi, uz istovremenu kontrakciju niti vretena, divergiraju do polova;

telofaza II – hromozomi se despiriraju, formiraju se nukleol i nuklearna membrana, a citoplazma se dijeli.

Mejoza se javlja prije formiranja zametnih stanica. Omogućava fuziju zametnih stanica za održavanje konstantnog broja hromozoma vrste (kariotip). Pruža kombinativnu varijabilnost.

Mitoza se konvencionalno dijeli u četiri faze: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

Profaza. Dvije centriole počinju da se razilaze prema suprotnim polovima jezgra. Nuklearna membrana je uništena; u isto vrijeme, posebni proteini se kombinuju i formiraju mikrotubule u obliku niti. Centriole, koje se sada nalaze na suprotnim polovima ćelije, imaju organizaciono dejstvo na mikrotubule, koje se kao rezultat toga redaju radijalno, formirajući strukturu koja liči na izgled cvijet aster (“zvijezda”). Ostali filamenti mikrotubula protežu se od jednog centriola do drugog, formirajući vreteno. U ovom trenutku, hromozomi se spirale i, kao rezultat, zgušnjavaju. Oni su jasno vidljivi u svjetlosnom mikroskopu, posebno nakon bojenja. Čitanje genetskih informacija iz molekula DNK postaje nemoguće: sinteza RNK se zaustavlja i nukleol nestaje. U profazi, hromozomi se dijele, ali hromatide i dalje ostaju vezane u parovima na centromeri. Centromeri takođe imaju organizacioni efekat na filamente vretena, koji se sada protežu od centriola do centromere i od nje do drugog centriola.

Metafaza. U metafazi spiralizacija hromozoma dostiže svoj maksimum, a skraćeni hromozomi jure ka ekvatoru ćelije, koji se nalazi na jednakoj udaljenosti od polova. Formirano ekvatorijalna ili metafazna ploča. U ovoj fazi mitoze, struktura hromozoma je jasno vidljiva, lako ih je prebrojati i proučavati njihove individualne karakteristike. Svaki hromozom ima područje primarne konstrikcije - centromeru, za koju su nit vretena i krakovi pričvršćeni tokom mitoze. U fazi metafaze, hromozom se sastoji od dvije hromatide, međusobno povezane samo na centromeri.

Rice. 1. Mitoza biljne ćelije. A - međufaza;
B, C, D, D- profaza; E, F-metafaza; 3, I - anafaza; K, L, M-telofaza

IN anafaza viskoznost citoplazme se smanjuje, centromere se odvajaju i od tog trenutka hromatide postaju nezavisni hromozomi. Niti vretena pričvršćeni za centromere vuku hromozome do polova ćelije, dok krakovi hromozoma pasivno prate centromere. Dakle, u anafazi, hromatide hromozoma udvostručene u interfazi precizno divergiraju do polova ćelije. U ovom trenutku ćelija sadrži dva diploidna seta hromozoma (4n4c).

Tabela 1. Mitotički ciklus i mitoza

Faze Proces koji se odvija u ćeliji
Interfaza Predsintetski period (G1) Sinteza proteina. RNK se sintetiše na despiralizovanim molekulima DNK
Sintetički period (S) Sinteza DNK je samoumnožavanje molekula DNK. Izgradnja druge hromatide u koju prelazi novonastala molekula DNK: dobijaju se bihromatidni hromozomi
Postsintetski period (G2) Sinteza proteina, skladištenje energije, priprema za podelu
Faze mitoza Profaza Bihromatidni hromozomi spiralni, jezgre se rastvaraju, centriole se razdvajaju, nuklearna ovojnica se rastvara, formiraju se vretenasti filamenti
Metafaza Pramenovi vretena su vezani za centromere hromozoma; bihromatidni hromozomi su koncentrisani na ekvatoru ćelije
Anafaza Centromere se dijele, jednohromatidni hromozomi se protežu filamentima vretena do polova ćelije
Telofaza Jednokromatidni hromozomi despiriraju, formira se jezgra, obnavlja se nuklearna membrana, na ekvatoru počinje da se formira septum između ćelija, a filamenti vretena se rastvaraju


IN telofaza hromozomi se opuštaju i despiriraju. Nuklearni omotač se formira od membranskih struktura citoplazme. U ovom trenutku, nukleolus se obnavlja. Time se završava nuklearna dioba (kariokineza), a zatim dolazi do diobe tijela ćelije (ili citokineze). Kada se životinjske stanice podijele, na njihovoj površini u ekvatorijalnoj ravnini se pojavljuje žlijeb, koji se postupno produbljuje i dijeli ćeliju na dvije polovice - ćelije kćeri, od kojih svaka ima jezgro. Kod biljaka se podjela događa formiranjem takozvane ćelijske ploče koja odvaja citoplazmu: ona nastaje u ekvatorijalnom području vretena, a zatim raste u svim smjerovima, dostižući ćelijski zid (tj. raste iznutra prema van) . Stanična ploča je formirana od materijala koji opskrbljuje endoplazmatski retikulum. Svaka od ćelija kćeri tada formira ćelijsku membranu sa svoje strane i konačno se formiraju celulozni ćelijski zidovi sa obe strane ploče. Karakteristike toka mitoze kod životinja i biljaka date su u tabeli 2.

Tabela 2. Karakteristike mitoze kod biljaka i životinja

Tako se iz jedne ćelije formiraju dvije kćerke ćelije, u kojima nasljedna informacija tačno kopira informacije sadržane u matičnoj ćeliji. Počevši od prve mitotičke diobe oplođenog jajašca (zigota), sve kćerke stanice nastale mitozom sadrže isti skup hromozoma i iste gene. Stoga je mitoza metoda diobe stanica koja uključuje preciznu distribuciju genetskog materijala između stanica kćeri. Kao rezultat mitoze, obje kćerke ćelije primaju diploidni set hromozoma.

Cijeli proces mitoze traje u većini slučajeva od 1 do 2 sata. Učestalost mitoza u različitim tkivima i u različite vrste drugačije. Na primjer, u ljudskoj crvenoj koštanoj srži, gdje se svake sekunde formira 10 miliona crvenih krvnih zrnaca, svake sekunde treba da se dogodi 10 miliona mitoza. I u nervnom tkivu mitoze su izuzetno rijetke: na primjer, u središnjem nervni sistemćelije generalno prestaju da se dele u prvim mesecima nakon rođenja; a u crvenoj koštanoj srži, u epitelnoj sluznici digestivnog trakta i u epitelu bubrežnih tubula, dijele se do kraja života.

Regulacija mitoze, pitanje pokretačkog mehanizma mitoze.

Faktori koji podstiču ćeliju da se podvrgne mitozi nisu precizno poznati. Ali vjeruje se da faktor omjera volumena jezgra i citoplazme (omjer nuklearne plazme) igra glavnu ulogu. Prema nekim podacima, umiruće stanice proizvode tvari koje mogu stimulirati diobu stanica. Faktori proteina odgovorni za prelazak u M fazu su prvobitno identifikovani na osnovu eksperimenata fuzije ćelija. Fuzija ćelije u bilo kojoj fazi ćelijskog ciklusa sa ćelijom u M fazi dovodi do ulaska jezgra prve ćelije u M fazu. To znači da u ćeliji u M fazi postoji citoplazmatski faktor sposoban da aktivira M fazu. Kasnije je ovaj faktor sekundarno otkriven u eksperimentima na prijenosu citoplazme između oocita žabe smještenih na razne faze razvoj, i nazvan je “faktor sazrijevanja” MPF (faktor koji promoviše sazrijevanje). Dalja studija MPF-a pokazala je da ovaj proteinski kompleks određuje sve događaje M-faze. Slika pokazuje da su slom nuklearne membrane, kondenzacija hromozoma, sklapanje vretena i citokineza regulirani MPF-om.

Mitoza je inhibirana visoke temperature, visoke doze jonizujućeg zračenja, djelovanje biljnih otrova. Jedan takav otrov se zove kolhicin. Uz njegovu pomoć možete zaustaviti mitozu u fazi metafazne ploče, što vam omogućava da prebrojite broj kromosoma i svakom od njih date individualnu karakteristiku, odnosno izvršite kariotipizaciju.

Amitoza (od grčkog a - negativna čestica i mitoza)-direktna podjela interfaznog jezgra ligacijom bez transformacije hromozoma. Tokom amitoze, ne dolazi do ujednačene divergencije hromatida do polova. A ova podjela ne osigurava stvaranje genetski ekvivalentnih jezgara i stanica. U poređenju sa mitozom, amitoza je kraći i ekonomičniji proces. Amitotska podjela može se dogoditi na nekoliko načina. Najčešći tip amitoze je spajanje nukleusa na dva dijela. Ovaj proces počinje podjelom nukleola. Suženje se produbljuje i jezgro se dijeli na dva dijela. Nakon toga počinje odvajanje citoplazme, ali to se ne događa uvijek. Ako je amitoza ograničena samo na nuklearnu diobu, onda to dovodi do stvaranja dvo- i višejezgrenih stanica. Tokom amitoze može doći i do pupljenja i fragmentacije jezgara.

Ćelija koja je podvrgnuta amitozi kasnije nije u stanju ući u normalni mitotički ciklus.

Amitoza se javlja u ćelijama različitih tkiva biljaka i životinja. U biljkama se amitotička podjela javlja prilično često u endospermu, u specijalizovanim ćelijama korena i ćelijama skladišnog tkiva. Amitoza se također opaža u visoko specijaliziranim stanicama sa oslabljenom vitalnošću ili degeneracijom, pod različitim patoloških procesa, kao što je maligni rast, upala itd.

U pratnji prepolovljenja broja hromozoma. Sastoji se od dvije uzastopne podjele koje imaju iste faze kao mitoza. Međutim, kako je prikazano u tabela “Poređenje mitoze i mejoze”, trajanje pojedinih faza i procesi koji se u njima odvijaju značajno se razlikuju od procesa koji se dešavaju tokom mitoze.

Ove razlike su uglavnom sljedeće.

U mejozi profaza I dugotrajnije. Šta se dešava u njemu konjugacija(veza homolognih hromozoma) i razmjenu genetskih informacija. U anafazi I centromere, držeći hromatide zajedno, nemojte dijeliti, a jedna od homologmejoza mitoze i hromozoma jajeta ide na polove. Interfaza pre druge lige veoma kratko, u tome DNK se ne sintetiše. ćelije ( halitis), formirane kao rezultat dvije mejotske podjele, sadrže haploidni (jedan) skup hromozoma. Diploidija se obnavlja spajanjem dvije ćelije - majčinske i očinske. Oplođeno jaje se zove zigota.

Mitoza i njene faze

Mitoza, ili indirektna podjela, najrasprostranjenije u prirodi. Mitoza je osnova diobe svih nereproduktivnih stanica (epitelnih, mišićnih, nervnih, koštanih, itd.). Mitoza sastoji se od četiri uzastopne faze (vidi tabelu ispod). Zahvaljujući mitozi Osigurana je ujednačena distribucija genetske informacije roditeljske ćelije između ćelija kćeri. Period života ćelije između dve mitoze se naziva međufaza. To je deset puta duže od mitoze. U njemu niz vrlo važnih procesa prethodna dioba ćelije: sintetiziraju se ATP i proteinski molekuli, svaki hromozom se udvostručuje, formirajući dva sestrinske hromatide, koje zajedno drži zajednička centromere, povećava se broj glavnih organela citoplazme.

U profazi spirala i kao rezultat hromozomi se zgusnu, koji se sastoji od dvije sestrinske hromatide koje se drže zajedno centromerom. Do kraja profaze nuklearna membrana i jezgre nestaju i hromozomi se raspršuju po ćeliji, centriole se pomiču na polove i formiraju vreteno. U metafazi dolazi do dalje spiralizacije hromozoma. Tokom ove faze oni su najjasnije vidljivi. Njihove centromere se nalaze duž ekvatora. Na njih su pričvršćeni navoji vretena.

U anafazi Centromere se dijele, sestrinske hromatide se odvajaju jedna od druge i, zbog kontrakcije vretenastih niti, kreću se na suprotne polove ćelije.

U telofazi Citoplazma se dijeli, hromozomi se odmotaju, a jezgre i nuklearne membrane se ponovo formiraju. U životinjskim ćelijama citoplazma je isprepletena, u biljci- formira se septum u centru matične ćelije. Tako se iz jedne originalne ćelije (majke) formiraju dve nove ćelije kćeri.

Tabela - Poređenje mitoze i mejoze

Faza Mitoza Mejoza
1 divizija 2 divizija
Interfaza

Kromosomski set 2n.

Postoji intenzivna sinteza proteina, ATP-a i drugih organskih supstanci.

Kromosomi se udvostručuju, svaki se sastoji od dvije sestrinske hromatide koje se drže zajedno zajedničkom centromerom.

Skup hromozoma 2n Isti procesi se primećuju kao i kod mitoze, ali duži, posebno tokom formiranja jajnih ćelija. Skup hromozoma je haploidni (n). Nema sinteze organskih supstanci.
Profaza Kratkotrajna je, dolazi do spiralizacije hromozoma, nestaju nuklearna membrana i nukleolus i formira se fisiono vreteno. Dugotrajnije. Na početku faze odvijaju se isti procesi kao u mitozi. Osim toga, dolazi do konjugacije hromozoma, u kojoj se homologni hromozomi spajaju cijelom dužinom i uvijaju. U tom slučaju može doći do razmjene genetskih informacija (ukrštanja hromozoma) - crossing overa. Zatim se hromozomi odvajaju. Kratko; isti procesi kao u mitozi, ali sa n hromozomima.
Metafaza Dolazi do daljnje spiralizacije hromozoma, njihove centromere se nalaze duž ekvatora. Javljaju se procesi slični onima u mitozi.
Anafaza Centromere koje drže sestrinske hromatide zajedno se dijele, svaka od njih postaje novi kromosom i kreće se na suprotne polove. Centromere se ne dijele. Jedan od homolognih hromozoma, koji se sastoji od dvije hromatide koje se drže zajedno zajedničkom centromerom, odlazi na suprotne polove. Ista stvar se dešava kao u mitozi, ali sa n hromozomima.
Telofaza Citoplazma se dijeli, formiraju se dvije kćerke ćelije, svaka sa diploidnim skupom hromozoma. Vreteno nestaje i formiraju se jezgre. Ne traje dugo.Homologni hromozomi završavaju u različitim ćelijama sa haploidnim skupom hromozoma. Citoplazma se ne dijeli uvijek. Citoplazma se dijeli. Nakon dvije mejotske diobe formiraju se 4 ćelije sa haploidnim setom hromozoma.

Tabela poređenja između mitoze i mejoze.

  • 1) U profazi se povećava volumen jezgra, a zbog spiralizacije hromatina nastaju hromozomi. Do kraja profaze jasno je da se svaki hromozom sastoji od dvije hromatide. Nukleoli i nuklearna membrana se postepeno rastvaraju, a hromozomi se pojavljuju nasumično locirani u citoplazmi ćelije. U citoplazmi ćelije nalazi se malo zrnasto tijelo koje se zove centriol. Na početku profaze, centriol se dijeli i kćeri centriola se kreću na suprotne krajeve ćelije. Iz svakog centriola protežu se tanke niti u obliku zraka, formirajući zvijezdu; između centriola nastaje vreteno koje se sastoji od niza protoplazmatskih niti zvanih vretenasti filamenti. Ove niti su izgrađene od proteina koji je po svojim svojstvima sličan kontraktilnim proteinima mišićnih vlakana. Oni su raspoređeni u obliku dva čunjeva, presavijena od osnove do osnove, tako da je vreteno na krajevima, odnosno polovima, usko u blizini centriola, a široko u centru, ili na ekvatoru. Navoji vretena se protežu od ekvatora do polova; sastoje se od gušće protoplazme jezgra. Vreteno je specifične strukture: pomoću mikromanipulatora možete umetnuti tanku iglu u ćeliju i njome pomicati vreteno. Vretena izolirana iz ćelija koje se dijele sadrže proteine, uglavnom jednu vrstu proteina, ali i malu količinu RNK. Kako se centriole razdvajaju i formira vreteno, hromozomi u jezgri se skupljaju, postajući kraći i deblji. Ako ranije možda nije bilo vidljivo da se sastoje od dva elementa, sada je to jasno uočljivo.
  • 2) Prometafaza počinje brzim raspadanjem nuklearne membrane na male fragmente, koji se ne razlikuju od fragmenata endoplazmatskog retikuluma. U prometafazi, posebne strukture koje se nazivaju kinetohori formiraju se u hromozomima sa svake strane centromere. Vežu se za posebnu grupu mikrotubula zvanih kinetohorni filamenti ili kinetohorne mikrotubule. Ovi se lanci protežu s obje strane svakog hromozoma, kreću se u suprotnim smjerovima i stupaju u interakciju s nitima bipolarnog vretena. U isto vrijeme, hromozomi počinju intenzivno da se kreću.
  • 3) Metafaza. Hromatide su pričvršćene za fibrile vretena kinetohorima. Jednom spojene na oba centrosoma, hromatide se kreću prema ekvatoru vretena sve dok se njihove centromere ne poravnaju duž ekvatora vretena okomito na njegovu osu. Ovo omogućava kromatidama da se neometano kreću do svojih polova. Raspored hromozoma karakterističan za metafazu veoma je važan za segregaciju hromozoma, tj. divergenciju sestrinske hromatide. Ako pojedinačni hromozom "okleva" u svom kretanju prema ekvatoru vretena, početak anafaze obično se odgađa. Metafaza se završava odvajanjem sestrinskih hromatida.
  • 4) Anafaza obično traje samo nekoliko minuta. Anafaza počinje iznenadnim cijepanjem svakog hromozoma, što je uzrokovano odvajanjem sestrinskih hromatida na mjestu njihovog spajanja na centromeri.

Ovo cijepanje koje razdvaja kinetohore je nezavisno od drugih mitotičkih događaja i događa se čak i na hromozomima koji nisu vezani za mitotičko vreteno. Omogućava polarnim silama vretena koje djeluju na metafaznu ploču da počnu pomicati svaku hromatidu prema odgovarajućim polovima vretena brzinom od oko 1 µm/min. Da nije bilo niti vretena, tada bi se hromozomi razdvojili u svim smjerovima, ali zahvaljujući prisutnosti ovih niti, jedan kompletan set ćerki hromozoma se sklapa na jednom polu, a drugi na drugom. Tokom kretanja prema polovima, hromozomi obično poprimaju V-oblik, sa vrhom okrenutim prema polu. Centromera se nalazi na vrhu, a sila koja uzrokuje pomicanje hromozoma prema polu primjenjuje se na centromeru. Hromozomi koji su izgubili svoju centromeru tokom mitoze se uopšte ne pomeraju.

5) Telofaza počinje nakon što hromozomi kćeri, koji se sastoje od jedne hromatide, dođu do polova ćelije. U ovoj fazi, hromozomi ponovo despiriraju i poprimaju isti izgled kakav su imali prije početka diobe ćelije u interfazi (duge tanke niti). Oko njih se pojavljuje nuklearni omotač, a u jezgri se formira nukleolus u kojem se sintetiziraju ribosomi. Tokom podjele citoplazme, sve organele se više ili manje ravnomjerno raspoređuju između ćelija kćeri. Time se završava nuklearna podjela, koja se naziva i kariokineza; Tada dolazi do diobe ćelije, odnosno citokineze.

Tabela 2. Faze mitoze

U većini slučajeva, cijeli proces mitoze traje od 1 do 2 sata.. Kod biljaka do diobe dolazi stvaranjem takozvane ćelijske ploče koja odvaja citoplazmu; nastaje u ekvatorijalnom području vretena, a zatim raste u svim smjerovima, dostižući ćelijski zid. Materijal stanične ploče proizvodi endoplazmatski retikulum. Svaka od ćelija kćeri tada formira citoplazmatsku membranu sa svoje strane ćelijske ploče, a na kraju se formiraju celulozni ćelijski zidovi sa obe strane ploče.

Učestalost mitoza u različitim tkivima i kod različitih vrsta dramatično varira. Na primjer, u ljudskoj crvenoj koštanoj srži, gdje se svake sekunde proizvodi 10.000.000 crvenih krvnih zrnaca, svake sekunde bi se trebalo dogoditi 10.000.000 mitoza.

Mitoza (ili kariokineza, indirektna podjela) je glavna metoda diobe somatskih stanica životinja i biljaka, u kojoj se raspodjela genetskog materijala između stanica kćeri odvija na način da one primaju identičan skup hromozoma (i gena) iz matična ćelija. Ovo održava konstantan diploidni skup hromozoma u ćelijama, karakterističan za svaku vrstu životinja i biljaka. Mitotičku podjelu jezgara životinjskih stanica prvi je opisao 1871. godine A.O. Kovalevskog i jezgra biljne ćelije– 1874. godine I.D. Čistjakov.

Kompleks procesa kada se od jednog roditelja formiraju dvije nove ćelije naziva se mitotički ciklus. Ovaj ciklus se pak sastoji od same mitoze i interfaze - perioda između dvije ćelijske diobe. Trajanje mitoze je 30-60 minuta (u životinjskim ćelijama) i 2-3 sata (u biljnim ćelijama), trajanje interfaze u različitim tipovima ćelija može biti od nekoliko sati do nekoliko godina. Tokom interfaze odvijaju se mnogi procesi koji su neophodni za normalnu ćelijsku deobu. Najvažniji od njih su udvostručenje DNK i sinteza posebnih histonskih proteina, što dovodi do udvostručavanja hromozoma i promjene omjera mase jezgra i citoplazme, sinteze ATP-a kako bi se osigurao proces energije. diobu i sintezu proteina neophodnih za izgradnju vretena ahromatina. Ovi procesi se završavaju neposredno prije početka mitoze.

Mitoza se sastoji od 4 faze – profaza , metafaze , anafaza I telofaze .

Početak profaza može se smatrati povećanjem volumena jezgra i spiralizacijom kromosoma, koji postaju vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom. Svaki hromozom se sastoji od dvije identične polovine (sestrinske hromatide), koje su međusobno povezane na centromeri. U profazi dolazi do polarizacije ćelije - centriole ćelijskog centra divergiraju na suprotne krajeve ćelije i počinje formiranje vretena deobe (ahromatinsko vreteno). U ćelijama angiosperme ne postoji ćelijski centar, ali uprkos tome, formiranje vretena deobe počinje i na suprotnim polovima ćelije. Na kraju profaze jezgro nestaje, nuklearna membrana se rastvara, a kromosomi se nalaze u citoplazmi stanice.

IN metafaza Formiranje fisijskog vretena je završeno, njegove niti idu od pola do pola, a neke od njih se pridružuju centromerima hromozoma. Dolazi do maksimalne spiralizacije hromozoma, koji se nalaze u ekvatorijalnoj ravni ćelije, formirajući metafaznu ploču. U ovom trenutku je jasno vidljivo da se svaki hromozom sastoji od 2 hromatide, pa se proučavanje i brojanje hromozoma provodi upravo u ovoj fazi podjele.

IN anafaza svaki od hromozoma u području centromera se dijeli na hromatide, formirajući dva hromozoma kćeri, koji se zbog kontrakcije niti vretena počinju kretati prema polovima ćelije. Kao rezultat, diploidni skup jednolančanih hromozoma koncentrisan je na svakom polu ćelije.

IN telofaza dešavaju se procesi koji su suprotni onima koji su se odvijali u profazi: hromozomi despiralni, formiraju se jezgre i formira se nuklearna membrana. Kao rezultat, formiraju se dvije jezgre sa istim skupom hromozoma koje je imalo jezgro matične ćelije. Nakon odvajanja jezgara počinje proces diobe citoplazme, koji nastaje zbog stezanja (u životinjskim stanicama) ili formiranja ploče u sredini ekvatorijalne ravni (u biljnim stanicama).

Biološki značaj mitoze jer postoji tačna distribucija genetskog materijala između ćelija kćeri, to osigurava postojanost kariotip ćelije (hromozomski skup) i genetski kontinuitet između generacija ćelija. Rast, razvoj, obnavljanje tkiva i organa biljaka i životinja nastaje mitotičkom diobom stanica.