Мітоз - просто пояснено!

Що таке мітоз?

Мітоз описує процес поділу клітин. Поділ клітин починається з подвоєння ДНК і закінчується віджиманням нової клітини. Таким чином з материнської клітини створюються дві однакові дочірні клітини, які містять однакову генетичну інформацію. Протягом усього мітозу і материнська клітина, і дві дочірні клітини, що виникають, мають подвійну (диплоїдний) Набір хромосом. Крім інтерфази, мітоз є частиною клітинного циклу і використовується для розмноження клітин організму, таких як клітини шкіри. Мітоз можна розділити на різні стадії і завжди протікати однаково.

Відмова від мітозу

Завдання мітозу - це поділ клітин і, таким чином, розмноження клітин організму. Передумовою процесу мітозу є попередня інтерфаза, в якій ДНК подвоюється. З материнської клітини з подвійним (диплоїдним) набором хромосом виникають дві однакові дочірні клітини, які завжди однакові. Вони також мають подвійний набір хромосом, який, однак, складається лише з однієї хроматиди. Подвоєння ДНК відбувається знову в інтерфазі. Однак мітоз відбувається не у всіх клітинах нашого організму. Розрізняють клітини тіла та статеві клітини, які створюються не мітозом, а мейозом. Результатом мейозу є чотири дочірні клітини з простим (гаплоїдним) набором хромосом, готових до запліднення. Ще однією особливістю є клітини, які досягли вузькоспеціалізованої форми і потім більше не діляться. До них відносяться, наприклад, нервові клітини або еритроцити.Однак мітоз відіграє надзвичайно важливу роль у клітинах, що обмежують поверхні, такі як клітини шкіри або поверхневі клітини (епітеліальні клітини) в шлунково-кишковому тракті. Ці клітини потрібно регулярно оновлювати, що є завданням мітозу. Постійний процес мітозу на різних стадіях та кілька контрольних точок в межах інтерфази забезпечує відсутність помилок під час ділення клітин.

Читайте також: ДНК - ви повинні це знати!

Які фази мітозу?

Клітинний цикл, який відповідає за поділ клітин, а отже, і за розмноження клітин, можна розділити на інтерфазний і мітозний. У інтерфазі ДНК подвоюється і клітина готується до майбутнього мітозу. Ця фаза клітинного циклу може бути різної тривалості і сильно змінюватися в залежності від типу клітини. Мітоз є другою фазою клітинного циклу і передбачає поділ генетичного матеріалу та утворення двох однакових дочірніх клітин із загальної материнської клітини. Цей процес поділу клітин можна розділити на різні стадії, на яких завжди відбуваються характерні процеси. Залежно від джерела розрізняють чотири-шість етапів.

На початку є профаза, при якій дві хромосоми конденсуються і також виникає веретеновий апарат. Далі дві максимально конденсовані хромосоми розташовуються в екваторіальній площині, яка описується як метафаза. Між цими двома етапами деякі автори згадують фазу промета. Далі дві сестринські хроматиди відокремлюються в анафазі. Нарешті, у телофазі утворюється нова ядерна мембрана, і хромосоми знову розшаровуються. У деяких книгах так званий цитокінез досі розглядається як окрема фаза. Під час цитокінезу тіло нової клітини звужується, так що створюються дві однакові дочірні клітини.

Вас також можуть зацікавити: Функції ядра клітини

Що таке метафаза?

Метафаза є компонентом мітозу і, таким чином, стадією клітинного поділу клітин організму. Це третя фаза мітозу і слідує за фазою промета. Після того як хромосоми конденсуються і ядерна мембрана розчинилася, подвійний набір хромосом розташовується в екваторіальній площині. Метафаза - це також єдина фаза мітозу, в якій хромосоми добре видно під мікроскопом. Це пояснюється тим, що ДНК набула найбільш компактної форми в цій фазі поділу клітин. Дві 2-хроматидні хромосоми тепер знаходяться поруч один з одним на екваторіальній площині клітини. Ця площина знаходиться приблизно на однаковій відстані від обох полюсних клітин. Це положення гарантується вбудованим веретеновим апаратом, який відокремлює сестринські хроматиди один від одного в подальшому перебігу мітозу.

Що таке анафаза?

Анафаза є четвертою фазою мітозу і, таким чином, стадією поділу клітин нуклеїнованих клітин. Після того як хромосоми конденсуються і розташовуються в метафазі в екваторіальній площині, йде анафаза. На цьому етапі сестринські хроматиди відокремлюють один від одного веретеновим апаратом і притягують до протилежних полюсних клітин. Таким чином, власне поділ хромосом починається в анафазі. Таким чином створюється ще подвійний набір хромосом із вихідної материнської клітини з подвійним набором з 2 хроматидних хромосом. Однак це тепер складається лише з двох 1-хроматидних хромосом. За анафазою слідує телофаза.

Читайте також: Набір хромосом людини

Що таке телофаза?

Телофаза описує останню стадію мітозу, при якій генетична інформація нуклеїнованих клітин ділиться для того, щоб клітини могли розмножуватися. Телофаза слідує за анафазою. Сестринські хроматиди відводили від екваторіальної площини до протилежних полюсів клітини за допомогою веретенового апарату. У телофазі кожна хромосома досягла свого полюса клітини і апарат веретена розчинився. Одночасно з фрагментів розпаденої ядерної мембрани формується нова ядерна оболонка. Цей хромосомний поділ тепер супроводжується цитокінезом на подальшому етапі. Тут клітинне тіло звужується, так що виникають дві незалежні, але однакові дочірні клітини.

Вас також можуть зацікавити: Функції ядра клітини

Тривалість мітозу

Мітоз в середньому триває близько години, так що можна говорити про швидке ділення клітин. Порівняно з інтерфазним, мітоз займає порівняно мало часу. Крім того, залежно від типу клітини інтерфаза може тривати від кількох годин до кількох місяців і навіть років. Фази G1 і G0 в інтерфазі особливо відповідальні за це. У фазі G1 виробляються різні білки та органели клітин, а у фазі G0 клітина переходить у стан спокою. Багато клітин залишаються у фазі G0 роками або навіть десятиліттями.

Яка мітотична швидкість?

Швидкість, з якою діляться клітини, можна описати із мітотичною швидкістю. Це дозволяє робити висновки про швидкість розмноження певних тканин. Швидкість мітозу визначається за допомогою мікроскопа. За певної кількості клітин, наприклад 1000 клітин, визначається, скільки з них знаходиться в мітотичній стадії. Коефіцієнт мітотики задається у відсотках і тому є відносною цифрою. Тканина, яка оновлюється особливо часто, має високу мітотичну швидкість. До них належать кістковий мозок, шкіра (епідерміс) і слизова оболонка тонкої кишки. Кістковий мозок відповідає за утворення крові і постійно виробляє нові клітини крові. Шкіра та слизова оболонка шлунково-кишкового тракту також регулярно оновлюються, так що тут також можна виявити високу швидкість мітозу. Однак високі мітотичні показники також можуть свідчити про злоякісні пухлини, які швидко ростуть. Ці вироджені клітини ухиляються від контрольних точок в інтерфазі та мітозі і можуть безперешкодно рости. Підвищена швидкість мітозу також може бути використана як терапевтичний підхід, оскільки швидкозростаючі пухлини особливо чутливі до інгібіторів мітозу і можуть лікуватися з більшими шансами на одужання.

Детальніше по темі: Пухлина - ви повинні це знати!

Що таке інгібітори мітозу?

Інгібітори мітозу - це речовини, що інгібують процес мітозу. Таким чином, інгібітори мітозу запобігають поділу ядра і, отже, зупиняють розмноження клітин. Ці токсини використовуються як цитостатики при лікуванні пухлин. Лімфоми та лейкемія, зокрема, добре реагують на цю форму хіміотерапії. Механізм інгібітора мітозу полягає в зв’язуванні з тубуліном, який необхідний для нарощування веретенового апарату. Тубулін - це білок, з якого складаються мікротрубочки веретенового апарату. Якщо цей білок недоступний через зв'язування інгібітора мітозу, не можна створити веретеновий апарат і клітинне ядро ​​не ділиться. Однак інгібітори мітозу, такі як алкалоїди вінка або таксани, можуть мати небезпечні побічні ефекти, які, зокрема, можуть пошкодити нервову систему.

Детальніше по темі: Пухлина - ви повинні це знати!

Чим відрізняється мітоз від мейозу?

І мітоз, і мейоз відповідають за основні відділи, причому обидва процеси відрізняються за своїм перебігом та результатом. Мітоз створює з материнської клітини дві однакові дочірні клітини з подвійним (диплоїдним) набором хромосом. На відміну від мейозу, потрібне лише одне поділ хромосом. В цілому мітоз має функцію розподілу всієї генетичної інформації у вигляді ДНК на дві однакові клітини і тому важливий для розмноження клітин. Навпаки, мейоз важливий для формування статевих клітин для статевого розмноження. Оскільки статеві клітини мають простий (гаплоїдний) набір хромосом, мейоз вимагає двох ядерних поділів. При першому мейозі утворюється подвійний набір хромосом. Другий еквівалентний поділ тепер відокремлює сестринські хроматиди один від одного, так що ми маємо загалом чотири дочірні клітини, кожна з яких має один набір хромосом. Таким чином, мітоз та мейоз різняться за кількістю поділів, за кількістю та типом дочірніх клітин та за їх тривалістю. Мітоз займає близько години. З іншого боку, мейоз займає набагато більше часу. Сама по собі фаза мейозу займає близько 24 годин (формування сперми) у чоловіків і кілька років чи навіть десятиліть (формування та дозрівання яйцеклітини) у жінок.

Читайте також: Набір хромосом людини

Що таке інтерфаза?

Крім мітозу, інтерфаза є другою частиною клітинного циклу. Він завжди лежить між двома мітотичними відділами і має різні завдання. Під час інтерфази ДНК вдвічі зменшується в мітозі. Крім того, спостерігається загальний ріст клітин двох дочірніх клітин, і вони готуються до оновленого мітозу. Як і мітоз, інтерфазу можна розділити на кілька стадій. Відразу після мітозу фаза G1 слідує міжфазою. Подвійний набір хромосом у дочірніх клітинах складається лише з однієї хроматиди. У цій фазі дочірні клітини ростуть і виробляється багато білків і ферментів. Наступна фаза - так звана S-фаза (фаза синтезу). Тут ДНК подвоюється, так що ми все ще маємо подвійний набір хромосом, який тепер також складається з двох хроматид. В останній фазі інтерфази, фазі G2, обидві дочірні клітини виростають знову і підготуються до майбутнього мітозу. Дві дочірні клітини створили нові материнські клітини, які можна розділити за мітозом. Інтерфаза триває в середньому близько 18 годин і, таким чином, займає набагато більше часу, ніж мітоз (займає близько однієї години). У інтерфазі важливі дві контрольні точки, які розташовані на переході від фази G1 до фази S та від фази G2 до мітозу. Тут клітина і, зокрема, генетична інформація перевіряються на наявність можливих помилок. Якщо виявлена ​​помилка, вона виправляється спочатку до поділу комірки. Якщо помилку не визнали та усунули, вона продовжувала б відтворюватися у багатьох клітинах через мітоз.

Вас також можуть зацікавити: Мутація хромосом