Celldelningsstyper, processer och betydelse

De cellavdelning Det är processen som gör att alla levande organismer kan växa och reproducera. I prokaryoter och eukaryoter är resultatet av celldelning dotterceller som har samma genetiska information som den ursprungliga cellen. Detta händer eftersom informationen före uppdelningen i DNA fördubblas.

I prokaryoter sker uppdelning genom binär klyvning. Genomet av de flesta prokaryoter är en cirkulär DNA -molekyl. Även om dessa organismer inte har någon kärna, är DNA i en komprimerad form som kallas nukleoid, som skiljer sig från cytoplasma som omger den.

Källa: Retama [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

I eukaryoter sker uppdelning genom mitos och meios. Det eukaryota genomet består av stora mängder organiserat DNA i kärnan. Denna organisation är baserad på DNA -förpackning med proteiner som bildar kromosomer, som innehåller hundratals eller tusentals gener.

De mycket olika eukaryoterna, både encelliga och metazoarier, har livscykler som växlar mitos och meios. Dessa cykler är de med: a) gammatisk meios (djur, vissa svampar och alger), b) cygotisk meios (vissa svampar och protozoer); och c) växling mellan gamatisk och cygotisk meios (växter).

[TOC]

Grabbar

Celldelning kan ske genom binär klyvning, mitos eller meios. Följande beskriver var och en av de processer som är involverade i dessa typer av celldelning.

Binär fission

Prokariotisk klyvning, binär klyvning, är en asexuell form av reproduktion.

Binär fission består av uppdelningen av cellen som ger upphov till två dotterceller, var och en med en identisk kopia av det ursprungliga cell -DNA.

Innan uppdelningen av den prokaryota cellen sker replikationen av DNA, som börjar på en specifik plats i dubbelkedjan DNA, kallad ursprunget till replikationen. Replikationsenzymer rör sig mot båda riktningarna för ursprunget och producerar en kopia av var och en av DNA -kedjorna med dubbla kedjor.

Efter DNA -replikation förlängs cellen och DNA. Omedelbart börjar ett nytt plasmamembran växa mitt i cellen och bildar en septum.

Denna process underlättas av FTSZ -proteinet, som är evolutionärt bevarat i prokaryoter, inklusive archaea. Slutligen är cellen uppdelad.

Cellcykel och mitos

Stegen genom vilka en eukaryota cell från två på varandra följande cellavdelningar kallas en cellcykel. Varaktigheten för cellcykeln varierar från några minuter till månader, beroende på celltypen.

Cellcykeln är uppdelad i två steg, nämligen fas M och gränssnitt. Två processer, kallad mitos och cytokinesis förekommer i M -fasen. Mitos består av kärnkraftsdelning. Samma antal och typer av kromosomer som finns i den ursprungliga kärnan finns i barnkärnorna. Somatiska celler av multicellulära organismer är uppdelade av mitos.

Cytokinesis består av cytoplasma -divisionen för att bilda dotterceller.

Gränssnittet har tre faser: 1) G1, cellerna växer och tillbringar större delen av sin tid i denna fas; 2) s, genomduplicering; och 3) G2, replikering av mitokondrier och andra organeller, kondensation av kromosomer och mikrotubulsenhet, bland andra händelser.

Mitossteg

Mitos börjar med slutet av G2 -fasen och är uppdelad i fem faser: profas, löfte, metafas, anafas och telofas. De händer alla kontinuerligt.

Kan tjäna dig: Cellulär kommunikation: Typer, betydelse, exempel

Profas

Profas. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)], från Wikimedia Commons

I detta skede är montering av den mitotiska spindeln, eller mitotiska apparater, huvudhändelsen. Profas börjar med kromatinkomprimering och bildar kromosomer.

Varje kromosom har ett par systrar kromater, med identiskt DNA, som är nära kopplade i närheten av deras centromerer. Proteinkomplex som kallas kohesiner deltar i denna förening.

Varje centromer är kopplad till en cinetocoro, som är ett proteinkomplex som binder till mikrotubuli. Dessa mikrotubulor tillåter varje kopia av kromosomerna tilldelade dottercellerna. Mikrotubulorna radian från varje ände av cellen och bildar den mitotiska apparaten.

I djurceller, före profas, inträffar dupliceringen av centrering, som är det huvudsakliga organisationscentret för mikrotubulierna och den plats där förälder och soncentrioler finns. Varje centrering når den motsatta polen på cellen och etablerar en Microtubulos -bro mellan dem som kallas mitotisk enhet.

I de senaste evolutionsplantorna, till skillnad från djurceller, finns det inga centra och mikrotubuliets ursprung är inte klart. I fotosyntetiska celler av äldre evolutionärt ursprung, såsom gröna alger, finns det centra.

Löfte

Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

Mitos bör garantera segregeringen av kromosomer och fördelningen av kärnhöljet i kärnkraftsporen och nukleoluskomplexet. Beroende på om kärnkraftsförpackningen (i) försvinner eller inte, och graden av denstegrering av IN, varierar mitosen från stängd till helt öppen.

Till exempel i S. Cerevalae Mitos är stängd, i TILL. Nidulans Det är halvöppen, och hos människor är det öppet.

I stängd myitos är de polära kropparna i spindeln inuti kärnhöljet, som utgör kärnbildningspunkterna för kärnkrafts- och cytoplasmiska mikrotubuli. Cytoplasmiska mikrotubulor interagerar med cellbarken och med kromosomerna knäar.

I semi -absert -myitosen, eftersom in är delvis desensamblada, invaderas kärnutrymmet av mikrotubulerna kärnbild från centra och genom två öppningar av in, bildas omgiven av in.

Vid öppen mitos inträffar den kompletta de -slasamblagen i, den mitotiska apparaten är klar och kromosomer börjar förflyttas mot mitten av cellen.

Metafas

Kromosomer inriktade i cellens ekvatorialplatta under mytiskt metafas

I metafas är kromosomer inriktade i cellen i cellen. Det imaginära planet vinkelrätt mot spindelaxeln, som passerar genom cellens inre omkrets, kallas metafasskålen.

I däggdjursceller är den mitotiska apparaten organiserad i en central mitotisk spindel och ett par Osteres. Den mitotiska spindeln består av ett symmetriskt bilateralt paket av mikrotubulor som är uppdelade i cellen i cellen och bildar två motsatta halvor. Ásteres består av en grupp mikrotubulor i varje spindelpol.

I den mitotiska apparaten finns det tre grupper av mikrotubuli: 1) Astral, som bildar Rster, börjar från centrering och strålande mot cellbarken; 2) av Cinetocoro, som binder till kromosomerna genom Cinetocoro; och 3) polar, som är sammanhängande med mikrotubulierna i den motsatta polen.

I alla mikrotubuli som beskrivs ovan är ändarna (-) orienterade mot centra.

I växtceller, om det inte finns någon centrering, liknar spindeln den hos djurceller. Spindeln består av två halvor med motsatt polaritet. Ändarna (+) finns i ekvatorialplattan.

Det kan tjäna dig: Podocyter: Egenskaper, histologi och funktioner

Anafas

Källa: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)], från Wikimedia Commons

Anafas är uppdelat tidigt och sent. I tidigt anafas sker separationen av systerkromatider.

Denna separering inträffar eftersom proteinerna som upprätthåller unionen klädes och eftersom det finns en förkortning av CyNetocoro -mikrotubulierna. När paret av systerkromatider är separerade kallas de kromosomer.

Under förskjutningen av kromosomerna mot polerna rör sig Cinetocoro längs mikrotubulan av samma cyNetocoro som dess slut (+) dissocierar. På grund av detta är rörelsen av kromosomer under mitos en passiv process som inte behöver motorproteiner.

I det sena anafaset inträffar en större separering av polerna. Ett KRP -protein, kopplat till den extrema (+) av de polära mikrotubulorna, i överlappningsregionen av samma, marscherar mot slutet (+) av en angränsande polar mikrotubulus -antiparallell. Således skjuter KRP den angränsande polära mikrotubulen mot slutet (-).

I växtceller, efter separationen av kromosom. Denna struktur tillåter början på den cytocinetiska apparaten, kallad Framoplasto.

Telofas

Telofas. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

I telofaset inträffar flera händelser. Kromosomer når poler. Cinetocoro försvinner. Polära mikrotubulor fortsätter att förlänga sig och förbereda cellen för cytokinesis. Kärnhöljet bildas igen från fragment av moderförpackningen. Nucleolus dyker upp igen. Kromosomer missförstås.

Cytokinesis

Citocinesis är fasen i cellcykeln under vilken cellen är uppdelad. I djurceller förekommer cytosiner med hjälp av en Actin Filament -sammandragningsrem. Dessa filament glider över varandra, bältets diameter minskar, och ett spår av clivaje bildas runt cellomkretsen.

Eftersom sammandragningen fortsätter fördjupas spåret och en intercellulär bro bildas, som innehåller den genomsnittliga kroppen. I det centrala regionen av den intercellulära bron finns balkarna på mikrotubulorna, som täcks av en elektrodensmatris.

Brottet av den intercellulära bron mellan post-mitotiska systerceller sker genom abscission. Det finns tre typer av abscission: 1) mekanisk brottmekanism; 2) arkiveringsmekanism med interna vesiklar; 3) Plasmamembranens sammandragning för fission.

I växtceller monteras membrankomponenter inuti och cellplattan bildas. Denna platta växer till ytan på plasmamembranet, sammanfogas och delar upp cellen i två. Sedan avsätts cellulosan på det nya plasmamembranet och bildar den nya cellväggen.

Meios

Meios är en typ av celldelning som minskar antalet kromosomer i hälften. Således är en diploidcell uppdelad i fyra haploida dotterceller. Meios händer i groddande celler och ger upphov till gameter.

Stadierna i meios består av två divisioner i kärnan och cytoplasma, nämligen meios I och meios II.  Under meios I separerar medlemmarna i varje par av homologa kromosomer. Under meios II produceras systerkromatider och fyra haploida celler.

Varje steg i mitos är uppdelat i profas, utlovat, metafas, anafas och telofas.

Kan tjäna dig: bakteriecellvägg: egenskaper, biosyntes, funktioner

Meios i

- Profase i. Kromosomerna kondenseras och spindeln börjar bildas. DNA har fördubblats. Varje kromosom består av systerkromatider, tillsammans med centromeren. Homologa kromosomer visas under synapse, vilket tillåter tvärbindning, som är nyckeln till att producera olika gameter.

- Metafas I. Paret av homologa kromosomer är inriktade längs metafasplattan. Chiasma hjälper till att hålla det bifogade paret. Mikrotubulierna i Cinetocoro i varje pol går med i en centromer av en homolog kromosom.

- Anafas i. Mikrotubulorna i Cinetocoro förkortas och de homologa paren är separerade. En duplikat motsvarighet går till en cellstång, medan den andra duplicerade motsvarigheten går till andra sidan polen.

- Telofase i. Separata homologer bildar en grupp i varje cellstång. Kärnhöljet är igen. Citocinesis händer. De resulterande cellerna har hälften av antalet ursprungliga cellkromosomer.

Meios II

- Profas II. En ny spindel bildas i varje cell och cellmembranet försvinner.

- Metafas II. Spindelbildning är klar. Kromosomerna har systrar kromatider, förenade i centromeren, anpassade längs metafasplattan. Mikrotubulorna i Cinetocoro som börjar från motsatta poler binder till centromererna.

- Anafas II. Microtubers förkortas, centromererna är uppdelade, systerkromatiderna separeras och rör sig mot motsatta poler.

- Telofase II. Kärnkraftsförpackningen runt fyra grupper av kromosomer bildas: Fyra haploida celler bildas.

Betydelse

Genom några exempel illustreras vikten av de olika typerna av celldelning.

- Mitos. Cellcykeln har irreversibla punkter (DNA -replikation, separering av systerkromatider) och kontrollpunkter (G1/S). P53 -protein är nyckeln till G1 -kontrollpunkten. Detta protein upptäcker DNA -skada, stoppar celldelning och stimulerar aktiviteten hos enzymer som reparerar skadan.

I mer än 50% av humana cancer har p53 -proteinet mutationer som ogiltigförklarar dess förmåga att ställa in specifika DNA -sekvenser. P53 -mutationer kan orsakas av cancerframkallande ämnen, såsom cigarettrök Benzopyrene.

- Meios. Är associerad med sexuell reproduktion. Ur evolutionär synvinkel antas det att sexuell reproduktion uppstod som en process för att reparera DNA. Således kan skadorna som produceras i en kromosom repareras baserat på informationen från den homologa kromosomen.

Det tros att diploidtillståndet var övergående i forntida organismer, men att det började ha mer relevans när genomet blev större. I dessa organismer har sexuell reproduktion komplettering, DNA -reparation och genetisk variation.

Referenser

1. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., och kål. 2007. Biologi av cellmolekylen. Garland Science, New York.
2. Bernstein, h., Byers, g.S., Michod, r.OCH. 1981. Utveckling av sexuell reproduktion: Betydelsen av DNA -reparation, komplement och variation. American Naturalist, 117, 537-549.
3. Lodish, h., Berk, A., Zipurski, s.L., Matsudaria, s., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellulär och molekylärbiologi. PAN -AMERICAN MEDICA Redaktion, Buenos Aires.
4. Raven, s.H., Johnson, g.B., Losos, j.B., Singer, s.R. 2005 Biologi. Högre utbildning, Boston.
5. Salomo, b.M., Berg, L.R., Martin, D.W. 2008. biologi. Thomson, USA.