Dělení buněk

Dělení buněk vede k vytvoření dvou nebo více dceřiných buněk z jedné mateřské buňky. Pokud je dělení jádra mateřské buňky okamžitě doprovázeno rozdělením její cytoplazmy, objeví se dvě dceřiné buňky. Ale někdy se to stane: jádro je mnohokrát rozděleno a teprve pak je kolem každého z nich rozděleno části cytoplazmy mateřské buňky. V tomto případě je několik dceřiných buněk okamžitě vytvořeno z jedné zdrojové buňky.

Jsou dva způsoby dělení buněk se vyznačují charakteru distribuce jaderného materiálu mezi dceřiné buňky: nepřímá indexování – mitotický a direct divize – amitóza . Z těchto je mitóza mnohem častější. S výjimkou některých podrobností probíhá stejným způsobem v živočišných a rostlinných buňkách. Biologický význam mitózy spočívá ve skutečnosti, že poskytuje velmi přesné rozdělení mezi dceřinými buňkami jaderné DNA umístěné v chromozomech. Díky tomu jsou dceřinné buňky biochemicky a geneticky rovnocenné.

 Obrázek 9. Mitoza buňky zvířete
Obrázek 9. Mitoza živočišné buňky A – nedělitelná buňka, B-C – časné a pozdní fáze profyzy; -E – časné a pozdní metafáze F – anafáze G-H – časné a pozdní telofáze

Mitoza se vyskytuje ve čtyřech po sobě jdoucích fázích (obr. 9). První fáze – prophase – je charakterizována viditelnými změnami v jádru buňky, což naznačuje její přípravu na rozdělení. Jádro se zvětšuje, tam jsou viditelné prokládané chromozomy (obrázek 9, B). Molekuly DNA v těchto chromozomech jsou ve spirálovitém stavu. Do konce profáze chromozomů se zkracuje a stává patrné, že každá podélně rozdělených ačkoli dvě poloviny, které se nazývají chromatidy, stále těsně vedle sebe (obr. 9, C). V cytoplazmě jsou dělící centrioly umístěny na dvou protilehlých pólech buňky. Od sebe k sobě napínaly achromatické závity vřetena. Na konci profáze se atomová Shell rozpustí.

V další fázi – metafáze (obrázek 9, D a E.) je charakteristická uspořádání chromozomů, zkrátit ještě více ve středu buňky, v jeho rovníkové rovině. Část nití achromatinového vřetena, odkloněného od centriolů, je připojena k chromozomům. V metafázi je nejsnadnější počítat počet chromozomů, aby se zvážil jejich tvar. Ve všech buňkách, kromě genitálních buněk, je počet chromozomů vždy rovnoměrný. Všechny organismy stejného druhu mají stejný počet chromozomů. Tak, v pšenici 42 z tvrdé pšenice – 28, kuřete – 78, ovce – 54, a v octomilky Drosophila melanogaster – 8. Kromě toho bylo zjištěno, že i množství se skládá z několika párů chromozomů. Takže pro tvrdou pšenici takové dvojice 14 (14×2 = 28), v Drosophila – 4 páry. Později zjistíme, že nejen chromosomy, ale i genetické rysy, jsou velmi podobné a někdy i identické. Takto spárované chromozomy se nazývají homologní. Proto je součet všech chromozomů v metafáze obecně označován 2n, kde n je počet párů homologních chromozomů. Sada chromozomů rovnající se 2n se nazývá diploidní množina.
V metafázi jsou některé z vřeténkových vláken přicházející z centriolů připojeny k chromozomům jinými konci. Na konci metafáze je zvláště patrné, že každý chromozom rozdělen v podélném směru: nit přicházející z opačných centrioles začne klesat a mezera mezi oběma polovinami každého chromozómu se rozšiřují.

V anaphase – třetí fázi rozdělení mitotických buněk – tento proces urychluje. Výsledkem je, že jedna polovina každého chromozomu jde k jednomu pólu buňky, druhému k druhému (obrázek 9, F). Na konci anafyzy, na protilehlých pólech buňky, jsou shromážděny všechny dělené chromozomy; 2n takových nových chromozomů (bývalých „polovin“) na jednom pólu a 2n – na druhém. Takže každá ze dvou budoucích dceřiných buněk obdrží úplně shodnou množinu chromozomů a opakuje sadu, která před rozdělením měla mateřskou buňku. To je biologický význam mitózy.

Telofáze (obrázek 9, G a H) – konečná fáze rozdělení buněk. Shromážděné na pólech mateřské buňky, jsou chromozomy přetočeny do míče a ztenčeny. Jednotlivost každého chromozomu je již obtížně vysledovatelná ve světelném mikroskopu. Nicméně, to není ztraceno. Na každém pólu buňky kolem chromozomů se tvoří jaderná obálka. Cytoplasma buňky se také začíná rozdělovat podél rovníkové roviny. Na konci telofáze místo jedné buňky vzniknou dvě nové. Tak končí mitóza – nepřímé rozdělení buňky. Vytvoření dceřiných buněk roste, dosahuje jejich obvyklé velikosti a znovu se připravuje na další rozdělení. Doba mezi těmito dvěma divizemi se nazývá interkinese.

Život každého jednotlivého článku tak pokrývá jednu mitózu a jednu interkinézu. Doba trvání mitózy je mnohem kratší než interkineze. V tkáních, kde jsou buňky neustále rozděleny, může mitóza trvat několik různých buněk různých organismů od několika minut až po 2-3 hodiny a interkineze – od 10 hodin do 20 dnů.

Během interkineze buňka provádí všechny základní procesy metabolismu a energie. Chromozomy v tomto období, i když nejsou viditelné, ale nadále udržují svou individualitu, což potvrzují i ​​řada speciálních experimentů. Součásti molekuly DNA jsou v despiralizovaném stavu („unswisted“) a přímých syntetických reakcích v buňce. Před dalším rozdělením se také provádí důležitý proces sebe-duplikace DNA molekul v chromozomech jádra. Proces samoreprodukce molekul DNA byl popsán v předchozí kapitole. Zde uvědomujeme pouze to, že samoreprodukce molekul DNA je neoddělitelně spojena s procesem zdvojování a rozdělení chromozomů: ze dvou identických molekul DNA se dostane do jedné poloviny děleného chromozomu a druhého do druhého. Proto dvě dceřiné buňky, které vznikají během rozdělení, dostanou celé množství biochemických a genetických informací, které jaderná DNA matky obsahovala.
Mezi důležité změny v buňce, které se vyskytují v mezifázi a příprava buňky pro další dělení, patří: spiralizace a zkrácení polovin chromozomů; zdvojnásobení centriolů; syntéza proteinů budoucího achromatinového vřetena. Buňka ukončí svůj růst a je připravena vstoupit do profáze další mitózy.

Při amitóze neexistuje takové přesné rozdělení jaderné hmoty mezi dceřinné buňky. V tomto případě je jádro jednoduše ligováno na polovinu a pak do cytoplazmy buňky. Amitóza v životě mnohobuněčných organismů zaujímá nevýznamné místo.

Během života mnohobuněčného organismu nejsou všechny buňky stále rozděleny. Mnohé z nich, kteří získali tuto specializaci, přestávají sdílet. V tomto případě některé funkce po celou dobu života těla (nervové buňky), zatímco jiné – jen určitou dobu, a pak umírají a nahrazují mladší buňky. K tomu dochází například s erytrocyty krve savců. Každá červená buňka, která se dostává do krevního řečiště, již není sdílena, žije a vykonává své funkce přibližně 120 dní a poté zemře. Jeho místo je obsazeno novými mladými erytrocyty, které vznikají dělením buněk ve speciálních krvotvorných orgánech.

Tento příspěvek je dostupný také v Білоруська, Deutsche, English, Español, Suomalainen, Français, Italiano, 日本, Norsk, Polski, Portugues, Русский, Українська a 中國.

Tags:
Реклама: