על אורגניזמים חיים זה ידוע שהם נושמים,להאכיל, להכפיל ולהתקיים, זוהי הפונקציה הביולוגית שלהם. אבל על חשבון מה כל זה קורה? בשל הלבנים - תאים שגם לנשום, להאכיל, למות ולהתרבות. אבל איך זה קורה?

על מבנה התאים

הבית מורכב לבנים, בלוקים או יומני. אז הגוף יכול להיות מחולק ליחידות היסודי - תאים. כל מגוון של יצורים חיים מורכב בדיוק מהם, ההבדל טמון רק מספר וסוגים שלהם. הם מורכבים השרירים, רקמת העצם, העור, כל האיברים הפנימיים - כל כך הרבה הם שונים המטרה שלהם. אבל לא משנה מה פונקציות מבוצעות על ידי תא זה או אחר, הם כולם מסודרים בערך באותה מידה. קודם כל, "לבנים" יש קרום cytoplasm עם אורגנואידים הממוקם בו. לתאים מסוימים אין גרעין, הם נקראים פרוקריוטים, אבל כל האורגניזמים המתפתחים פחות או יותר מורכבים מאוקריוטים, שיש להם גרעין שבו מאוחסן מידע גנטי.

אורגנומים הממוקמים בציטופלזמה,מגוונים ומעניינים, הם מבצעים תפקידים חשובים. בתאים שמקורם בבעלי חיים, הרייקוזום האנדופלאסמי, הריבוזומים, המיטוכונדריה, קומפלקס Golgi, centrioles, lysosomes ואלמנטים מוטוריים מבודדים. בעזרת אלה, כל התהליכים המבטיחים את תפקוד האורגניזם מתרחש.

המיוזה והשלבים שלה

פעילות התא

כפי שכבר נאמר, כל היצורים החיים מזינים, נושמים,מכפיל ומת. הצהרה זו נכונה הן עבור אורגניזמים שלמים, כלומר, בני אדם, בעלי חיים, צמחים וכו ', ועל תאים. זה מדהים, אבל לכל "לבנים" יש חיים משלה. על חשבון אורגנואידים שלו, הוא מקבל ומעבד חומרים מזינים, חמצן, ולוקח את כל עודף החוצה. הציטופלסמה עצמה והרטייקולום האנדופלאסמי מבצעות פונקציית תובלה, המיטוכונדריה מגיבה, כולל לנשימה, וגם עם אנרגיה. מתחם גולגי עוסק בהצטברות ובהפרשה של מוצרי הפעילות החיונית של התא. אורגנואידים אחרים משתתפים גם בתהליכים מורכבים. ובשלב מסוים של מחזור החיים שלה, התא מתחיל להתחלק, כלומר, תהליך ההתרבות מתרחש. זה צריך להיחשב בפירוט רב יותר.

תהליך חלוקת התא

רבייה היא אחד השלבים בהתפתחות החייםאורגניזם. כנ"ל לגבי תאים. בשלב מסוים במחזור החיים הם נכנסים למצב שבו הם מוכנים להתרבות. תאים פרוקריוטים פשוט מתחלקים לשניים, מתארכים, ואז יוצרים מחיצות. תהליך זה הוא פשוט, כמעט לחלוטין למד באמצעות דוגמה של חיידקים בצורת מוט.

עם תאים אוקריוטים, יש כמהקשה יותר. הם מתרבים בשלוש דרכים שונות, הנקראים אמיטוזה, מיטוזה ומיאוזיס. לכל אחת מהדרכים האלה יש מוזרויות משלה, היא טבועה בסוג מסוים של תאים. Amitosis

הבדלים במיטוזה ובמיוזה
נחשב הפשוט ביותר, הוא נקרא גםחלוקה בינארית ישירה. עם זאת, מולקולת הדנ"א מכפילה. עם זאת, אין ציר ביקוע, ולכן שיטה זו היא חסכוני ביותר מבחינה אנרגטית. Amytosis נצפתה אורגניזמים unicellular, בעוד רקמות multicellular להכפיל באמצעות מנגנונים אחרים. עם זאת, הוא נצפה לעתים גם כאשר הפעילות מיטוטי מופחת, למשל, ברקמות בוגרת.

לפעמים חלוקה ישירה מובחנת כמגווןאבל כמה מדענים רואים בכך מנגנון נפרד. תהליך זה אפילו בתאים ישנים הוא נדיר למדי. יתר על כן, המיוזה ואת השלבים שלה, תהליך של מיטוזה, כמו גם את קווי הדמיון וההבדלים בשיטות אלה ייחשב. לעומת חלוקה פשוטה, הם מורכבים יותר ומושלמים. זה נכון במיוחד של חלוקת הירידה, כך המאפיינים של השלבים של המיוזה יהיה מפורט ביותר.

תפקיד חשוב בחלוקת תאים הוא שיחק על ידי centrioles -אברונים מיוחדים, הממוקמים בדרך כלל ליד מתחם גולגי. כל מבנה כזה מורכב מ 27 microtubules מקובצים לשלושה. לכל המבנה יש צורה גלילית. Centrioles להשתתף באופן ישיר ביצירת ציר של חלוקת התא בתהליך של חלוקת עקיף, אשר יידונו עוד.

מיטוזה

משך קיום התאהוא שונה. חלקם חיים במשך כמה ימים, וכמה ניתן לייחס ארוך כבדים, שכן החלפה מוחלטת שלהם הוא נדיר מאוד. וכמעט כל התאים האלה מתרבים בעזרת המיטוזה. לרובם יש בממוצע 10-24 שעות בין תקופות הביקוע. מיטוזה עצמה לוקח זמן קצר - בחיות כ 0.5-1

קווי דמיון של מיטוזה ומיוזיס
שעה, ובצמחים על 2-3. מנגנון זה מבטיח את הגידול של האוכלוסייה התא ואת ההתרבות של זהה התוכן הגנטי של יחידות. זוהי המשכיות של דורות ברמה היסודית. מספר הכרומוזומים נשאר ללא שינוי. זהו מנגנון זה הוא הגרסה השכיחה ביותר של רפרודוקציה של תאים אוקריוטים.

המשמעות של סוג זה של חלוקה הוא גדול - תהליך זהעוזר לגדל ולהתחדש רקמות, בשל אשר כל האורגניזם מתפתח. בנוסף, זה מיטוזה כי ביסוד רבייה מינית. ועוד פונקציה אחת - העברת תאים ולהחליף את אלה שכבר מיושנים. לכן, אין זה נכון להניח כי בשל שלבי המיוזה מסובכים יותר, אז התפקיד שלה הוא גם הרבה יותר גבוה. שני התהליכים הללו מבצעים תפקודים שונים והם חשובים וחיוניים בדרכם שלהם.

מיטוזה מורכבת משלבים שונים, שונים זה מזההתכונות המורפולוגיות שלו. המדינה שבה נמצא התא, בהיותה מוכנה לחלוקה עקיפה, נקראת אינטרפס, והתהליך עצמו מחולק אף הוא ל -5 שלבים, שיש להתחשב בהם ביתר פירוט.

anaphase miosis

שלבים של מיטוזה

בהיותו במצב ביניים, התא מתכונן לחלוקה: יש סינתזה של דנ"א וחלבונים. שלב זה מחולק למספר נוסף, שבמהלכו יש גידול במבנה כולו והכפלה של הכרומוזומים. במצב זה, התא חי עד 90% מכלל מחזור החיים.

10% הנותרים מחולקים באופן ישיר,מתפצל 5 שלבים. עם מיטוזה של תאים צמחיים, preprofase הוא גם מופרש, אשר נעדר בכל המקרים האחרים. יש היווצרות של מבנים חדשים, המהלכים הליבה למרכז. קרום טרום שלב נוצר כי מסמן את המקום הפוטנציאלי של ביקוע בעתיד.

בכל התאים האחרים, תהליך המיטוזה מתקדם כדלקמן:

טבלה 1

שם השלבמאפיינים
להתבונןהגרעין גדל בגודל, הכרומוזום שבתוכומתפתל, הופך גלוי דרך מיקרוסקופ. ב cytoplasm ציר של חלוקה נוצר. לעתים קרובות הגרעינים נרקבים, אבל זה לא תמיד קורה. התוכן של החומר הגנטי בתא נשאר ללא שינוי.
Prometaphaseהקרום הגרעיני נרקב. הכרומוזומים מתחילים תנועה פעילה, אך לא יציבה. בסופו של דבר, כולם מגיעים למטוס של צלחת המטאפיזה. שלב זה נמשך עד 20 דקות.
מטאפיסכרומוזומים בשורה לאורך קו המשווהאת המטוס של ציר ביקוע בערך במרחק שווה משני הקטבים. מספר מיקרוטובולים, מחזיק את המבנה כולו במצב יציב, הוא מגיע לשיא. כרומטידה אחות תדחה זה את זה, שמירה על קשר centromere.
Anaphaseהשלב הקצר ביותר. כרומטידים מופרדים ודחוקים זה מזה לכיוון הקטבים הקרובים ביותר. תהליך זה מסומן לפעמים בנפרד ונקרא anaphase A. לאחר מכן, מוטות הביקוע עצמם הם שונים. בתאים של כמה הפשוטה, ציר צבירה ובכך מגדילה אורך עד 15 פעמים. וזה משנה שלב נקרא anaphase B. משך ורצף של תהליכים בשלב זה הוא משתנה.
הטלופזלאחר סיום הסטייה להיפךהמוטות הכרומטיות עוצרות. יש פיצוי של כרומוזומים, כלומר, הגידול שלהם בגודל. שחזור המעטפות הגרעיניות של תאי הבת העתידיים מתחיל. Microtubules של ציר ביקוע להיעלם. הגרעינים נוצרים, סינתזה של קורות חיים רנ"א.

לאחר השלמת חלוקת המידע הגנטימתרחשת ציטוקינים או ציטוטומיה. לפי מונח זה התכוון היווצרות של גופים של תאים בת מן הגוף האימהי. במקרה זה, אורגנואידים, ככלל, מחולקים לשניים, למרות חריגים אפשריים, מחיצות נוצרת. ציטוקינים לא מבודדים לשלב נפרד, ככלל, בהתחשב בכך בתוך הטלופז.

אז, בתהליכי המעניינים ביותר המעורבים הכרומוזומים שנושאים מידע גנטי. מה זה ולמה הם כל כך חשובים?

על כרומוזומים

עדיין לא היה שום מושג על גנטיקה, אנשיםידע כי תכונות רבות של הצאצאים תלויים בהורים. עם התפתחות הביולוגיה, היה ברור כי מידע על אורגניזם מאוחסן בכל תא, וחלק זה מועבר לדורות הבאים.

בסוף המאה ה -19 התגלו כרומוזומים - מבנים המורכבים מארוכים ארוכים

תהליך המיוזה
מולקולות DNA. זה הפך אפשרי עם שיפור של מיקרוסקופים, ואפילו עכשיו הם יכולים להיחשב רק בתקופה של חלוקה. לרוב זוכה עם גילוי מדען הגרמני V. פלמינג, אשר לא רק לארגן את כל זה כבר למד לפניו, אלא גם תרם: הוא היה אחד הראשונים לחקור מבנה תאי, המיוזה ואת שלביה, כמו גם טבעתי את המונח "מיטוזה". עצם הרעיון של "כרומוזום" הוצע מאוחר יותר מדענים אחרים - histologist גרמנית ג היינריך וילהלם ולדייר.

המבנה של הכרומוזומים בזמן שהם בבירורגלוי, פשוט למדי - הם שני כרומטידים, מחובר באמצע על ידי centromere. זהו רצף מסוים של נוקליאוטידים וממלא תפקיד חשוב בתהליך הכפל התא. בסופו של דבר, הכרומוזום החיצוני בפרופאז ובמטאפזה, כאשר ניתן לראות אותו בצורה הטובה ביותר, מזכיר את האות X.

בשנת 1900 נתגלו חוקי מנדל,המתאר את העקרונות של העברת תכונות תורשתיות. ואז התברר לבסוף כי הכרומוזומים - זה בדיוק מה המידע הגנטי מועבר עם. מאוחר יותר ביצעו המדענים סדרה של ניסויים המוכיחים זאת. ואז נושא הלימוד היה השפעת חלוקת התאים עליהם.

מיוזיס

בניגוד מיטוזה, מנגנון זה בסופו של דברמוביל להיווצרות של שני תאים עם קבוצה של כרומוזומים פי 2 פחות מאשר המקורי. לפיכך, תהליך המיוזה משמש כמעבר מהשלב הדיפלואידי לשלב הפלאואידי, ומלכתחילה

שלבי המיוזה
אנחנו מדברים על ביקוע של הגרעין, ועל השני - כלתאים. שחזור של סט שלם של כרומוזומים מתרחשת כתוצאה של מיזוג נוסף של gametes. בהקשר לירידה במספר הכרומוזומים, שיטה זו מוגדרת גם כחלוקה להפחתת התא.

המיוזה והשלבים שלה נחקרו על ידי מדענים ידועים,כמו V. פלמינג, א Strasbourgrehr, VI Belyaev ואחרים. המחקר של תהליך זה בתאים של צמחים ובעלי חיים ממשיך עד עצם היום הזה - הוא כל כך מורכב. בתחילה, תהליך זה נחשב גרסה של מיטוזה, אבל כמעט מיד לאחר גילוי, זה הוקצה כמנגנון נפרד. אפיון המיוזה ומשמעותה התיאורטית תוארו לראשונה במידה מספקת על ידי אוגוסט ויסמן בשנת 1887. מאז, המחקר של תהליך הפיצול צומצם מאוד, אך המסקנות שהובאו עדיין לא הופרכו.

מיאוזיס לא צריך להיות מבולבל עם gametogenesis, אם כי שניהםתהליכים אלה קשורים זה לזה. שני המנגנונים משתתפים ביצירת תאי מין, אך ישנם מספר הבדלים חמורים ביניהם. המיוזה מתרחשת בשני שלבים של חלוקה, שכל אחד מהם מורכב מ 4 שלבים עיקריים, ביניהם יש הפסקה קצרה. משך התהליך כולו תלוי בכמות הדנ"א בגרעין ובמבנה הארגון הכרומוזומלי. באופן כללי, זה הרבה יותר ממושך בהשוואה מיטוזה.

אגב, אחת הסיבות העיקריות המשמעותימינים מגוונים הוא המיוזה. מערכת הכרומוזומים כתוצאה מחלוקה להפחתה מצטמצמת לשניים, כך ששילובים חדשים של גנים מופיעים, קודם כל מגדילים את יכולת ההסתגלות וההסתגלות של אורגניזמים, שבסופו של דבר מקבלים קבוצות מסוימות של תכונות ואיכויות.

שלבי המיוזה

כאמור, צמצום הסלולרחלוקה מותנית לשני שלבים. כל אחד משלבים אלה מחולק על ידי אחר 4. והשלב הראשון של המיוזה - prophase אני, בתורו, מחולק 5 שלבים נפרדים. ככל שמחקרו של תהליך זה נמשך, אחרים יכולים להיות מזוהים מאוחר יותר. עכשיו את השלבים הבאים של המיוזה נבדלים:

טבלה 2

שם השלבמאפיינים
החלוקה הראשונה (הפחתה)

אני מניח

לפטופןבדרך אחרת, בשלב זה נקרא שלב של חוטים דקים. הכרומוזומים נראים כמו כדור מסובך במיקרוסקופ. מדי פעם, פרולפטוטן מופרש כאשר מחרוזות בודדות עדיין קשה לראות.
זיגוטןשלב של גדילים ומחוברות. הומולוגיים, כלומר, דומים במורפולוגיה ובגנטית, זוגות כרומוזומים מתמזגים. בתהליך של היתוך, כלומר, הצמידה, bivalents או tetrads נוצרים. כך שנקרא קומפלקסים יציבים למדי של זוגות של כרומוזומים.
pachytenaשלב החוטים העבים. בשלב זה, הכרומוזומים מתפתלים ושכפול הדנ"א מושלם, נוצרים נוגדנים - נקודות המגע של החלקים השונים של הכרומוזומים - הכרומטידים. יש תהליך מעבר. כרומוזומים חוצים ומשתפים כמה תחומים של מידע גנטי.
דילוטןנקרא גם שלב של נימים כפולים. כרומוזומים הומולוגיים ב bivalents להדוף אחד את השני להישאר קשור רק chiasmata.
diakinesisבשלב זה ביוולנטים להתבלט בפריפריה של הגרעין.
מטאפיס אניהקליפה של הגרעין נהרסת, ציר הביקוע נוצר. ביוולנטים נעים למרכז התא וממשיכים לאורך המטוס המשוונית.
Anaphase אניביוולנטים מתפוררים, ולאחר מכן כל כרומוזום מהזוג עובר לקוטב הקרוב ביותר של התא. ההפרדה לכרומטידים אינה מתרחשת.
Telopase Iתהליך של אי התאמה של כרומוזומים מגיע לסיומו. היווצרותם של גרעינים בודדים של תאי בת מתרחשת, כל אחד עם סט של הפלואידים. הכרומוזומים הם despiralized, המעטפה הגרעינית נוצרת. לפעמים יש ציטוקינים, כלומר, חלוקת גוף התא עצמו.
החלוקה השנייה (שוויונית)
Prophase IIיש עיבוי של כרומוזומים, מרכז התא מחולק. המעטפה הגרעינית נהרסת. ציר ביקוע נוצר, בניצב הראשון.
מטאפיס IIבכל אחד מתאי הבת, כרומוזומים בשורה לאורך קו המשווה. כל אחד מהם מורכב משני כרומטידים.
Anaphase IIכל כרומוזום מחולק לכרומטידים. חלקים אלה מפליגים לקטבים מנוגדים.
טלופז IIהכרומוזומים מונוכרומטין המתקבל הם despiralized. נוצר מעטפה גרעינית.

לכן, ברור כי שלבי חלוקת המיוזה הם הרבה יותר מסובך מאשר תהליך של מיטוזה. אבל כאמור, זה לא לגרוע מן התפקיד הביולוגי של חלוקה עקיפה, כי הם מבצעים פונקציות שונות.

אגב, המיוזה והשלבים שלה נצפים גם בכמה פרוטוזואה. עם זאת, ככלל, הוא כולל רק חלוקה אחת. ההנחה היא כי בשלב זה בשלב מאוחר יותר התפתח טופס מודרני, דו שלבי.

הבדלים ודמיון של מיטוזה ומיוזיס

במבט ראשון נראה כי ההבדלים בין שני אלההתהליכים ברורים, משום שהם מנגנונים שונים לחלוטין. עם זאת, עם ניתוח מעמיק יותר, מתברר כי ההבדלים בין מיטוזה ו מיוזיס אינם כל כך גלובלי, בסופו של דבר הם מובילים להיווצרות של תאים חדשים.

ראשית, כדאי לדבר על המשותף למנגנונים אלה. למעשה, יש רק שני צירופי מקרים: באותו רצף של שלבים, וגם בעובדה

מיאוזה אופיינית
שכפול מתרחשת לפני שני סוגי החלוקהדנ"א. אמנם, לגבי המיאוזיס, לפני תחילת הפרופאזה, תהליך זה אינו שלם לחלוטין, ומסתיים באחד משלבי המשנה הראשונים. רצף שלבים, אם כי דומה, אבל, למעשה, האירועים המתרחשים בהם בקנה אחד לא לגמרי. אז את קווי דמיון של מיטוזה ו המיוזה הם לא כל כך רבים.

ההבדלים הרבה יותר גדולים. ראשית, מיטוזה מתרחשת בתאים סומטיים, בעוד המיוזה קשורה קשר הדוק להיווצרות של תאי מין sporogenesis. בשלבים עצמם, התהליכים אינם חופפים לחלוטין. לדוגמה, מעבר על מיטוזה מתרחשת במהלך interfase, וזה לא תמיד המקרה. במקרה השני, anaphase של המיוזה מתרחשת בתהליך זה. רקומבינציה של גנים בחלוקה עקיפה היא בדרך כלל לא מתבצעת, כלומר, אין לה תפקיד בהתפתחות האבולוציונית של האורגניזם ושמירה על גיוון אינטראכפי. מספר התאים הנובעים מהמיטוזה הוא שניים, והם זהים מבחינה גנטית לתאי האם ולבעלי מערכת דיפלואידית של כרומוזומים. במהלך חלוקת צמצום, הכל שונה. התוצאה של המיוזה היא 4 תאים הפלואידים, השונה מהתא האימהי. בנוסף, שני המנגנונים משתנים במידה ניכרת, וזה נובע לא רק מהבדל במספר שלבי החלוקה, אלא גם לאורך כל שלב. לדוגמה, הראשון prophase myiosis נמשך זמן רב יותר, כי בשלב זה, הצטברות כרומוזום ומעבר מעל מתרחשת. לכן זה מחולק עוד כמה שלבים.

באופן כללי, את קווי הדמיון בין מיטוזה ו מיוזיסאינם משמעותיים בהשוואה להבדלים ביניהם. לבלבל תהליכים אלה הוא כמעט בלתי אפשרי. לכן, עכשיו זה אפילו קצת מפתיע כי חלוקת הירידה נחשב בעבר מעין מיטוזה.

ההשלכות של המיוזה

כאמור, לאחר סיום התהליךחלוקה, במקום תא אם עם מערכת דיפלואידית של כרומוזומים, נוצרים ארבעה הפלואידים. ואם אנחנו מדברים על ההבדלים בין מיטוזה לבין המיוזה - זה הכי משמעותי. שיקום הסכום הנדרש, כאשר מדובר בתאי המין, מתרחשת לאחר ההפריה. לכן, עם כל דור חדש, מספר הכרומוזומים אינו כפול.

בנוסף, במהלך המיוזה מתרחשתרקומבינציה של גנים. בתהליך של רבייה, זה מוביל לשמירה על מגוון intrapecific. אז העובדה שאפילו אחים שונים מאוד זה מזה היא תוצאה של המיוזה.

אגב, את סטריליות של כמה מכוניות היברידיותעולם החי הוא גם בעיה של ביקוע הפחתה. הנקודה היא שהכרומוזומים של הורים השייכים למינים שונים אינם יכולים להיכנס אל הצמידה, כלומר, היווצרותם של תאי נבט בת קיימא במלואם אינה אפשרית. לפיכך, המיוזה היא ביסוד ההתפתחות האבולוציונית של בעלי חיים, צמחים ואורגניזמים אחרים.

</ p>