מיוזיס. שלבים של מיוזה. מיטוזה ומיוזה כדי לעזור לעבור את הבחינה שם התאים שנוצרו של מיטוזה ומיוזה

מצוייר כל כך בקפידה בכל ספר לימוד. האם יש עוד משהו שצריך להוסיף כאן?

אבל אל תמהרו להסיק מסקנות, אלא נא להסתמך על הניסיון שלי כמורה לביולוגיה. מה שאנחנו הולכים לדבר עליו היום יכול להיות שימושי עבור רבים. ונדבר על אי הבנות אלו המתעוררות בבחינות כאשר עונים על שאלות אלו.

ובכלל, על הטעויות האפשריות של הנוער, כאשר לפעמים אנו מדלגים על המידע החשוב ביותר בחיים "באוזניים" ...

שוב, אולי אתחיל עם חלק מביקורת על ספרי לימוד. נושא החלוקה כל כך חשוב שנותן לו הרבה מקום. נראה, מה עוד יכול להיות טוב יותר : כדי להסביר את התהליכים, מוצעת ערימה של איורים צבעוניים וכל מיני דיאגרמות.

מיטוזה היא ארבעת שלבי החלוקה. מיוזיס - עד שמונה שלבי חלוקה, המציינים לא רק את שמות התהליכים עצמם, אלא גם עם תיאור מפורט של מה קורה לאיזה תא "ביאקה" בכל שלב.

אני מסכים שכדי לעבור את הבחינה יש ללמוד את כל ה"הקפדות" הללו, או יותר נכון לשנן. כלומר, כל זה נזכר לזכרון קצר. אבל בגלל ערימה של זוטות פרטיות, הדבר החשוב ביותר חומק, ואז לא זוכרים את עצם מהותן ומשמעותן של התופעות.

ומה באמת צריך להישאר בראש שלך להרבה זמן, כדי שבסופו של דבר לא תעשה את הטעויות הכי פשוטות לא במבחנים ולא, יותר חשוב, בחיים שלך.

1. לפחות לא לבלבל בין שמות התהליך זה לזה

ומסתבר כמו במושגים - זוכרים את שמות התהליכים עצמם, אבל ב-50% מהמקרים זה בדיוק הפוך.

לאחר "התפרקות" לקטבים של תא האם באנפאזה של מיטוזה אחדכרומוזומי כרומטידים, בשני תאי הבת החדשים שנוצרו, תוכן ה-DNA הופך זהה לתא האם המקורי - 2n2s.

מכיוון שכתוצאה מהמיטוזה נוצרים שני תאים מלאים מתא מקורי אחד (אומרים "תא אם"), עם מידע גנטי זהה לחלוטין לתא המקורי, ניתן לקרוא למיטוזה את המונח "רבייה" - זהו רבייה א-מינית.

מהי המהות של המיוזה?

ניתן לבטא את עצם המילה "מיוזיס" ברכות, בקול שירה (m-e-e-e-y-oz) - זהו סוג של חלוקת תאי הפחתה, המובילה להיווצרות של ארבעה מתא אחד, אך עם קבוצה חצי הפלואידית של כרומוזומים ( 1n1s).

ועכשיו, זכור את המחשבה המרדנית שלי. מיוזה, בניגוד למיטוזה, אינה רבייה. זוהי שיטה ליצירת תאים הפלואידים (נבגים בצמחים ותאי נבט של גמטות בבעלי חיים). גמטות רק לאחר תהליך ההפריה, שבמקרה זה הוא רבייה מינית, ישמשו ליצירת אורגניזם חדש.

שוב, אני מפנה את תשומת לבכם לעובדה שבאורגניזמים של בעלי חיים, תאים של רקמות מיוחדות של הגונדות מתחלקים על ידי מיוזה, שממנה נוצרים גמטות או תאי מין. בצמחים, נבגים נוצרים על ידי מיוזה, ואז גמטות נוצרות על ידי מיטוזה.

למיוזה, בדומה למיטוזה, מקדימה הכפלה של החומר הגנטי של התא, אך המיוזה מתרחשת בשני שלבים, מיוזה I ומיוזה II. .

הפחתת מספר הכרומוזומים עצמם, כלומר חציית מספרם, מתרחשת כבר לאחר השלב הראשון של המיוזה, מאחר שצימוד של כרומוזומים הומולוגיים התרחש במהלך הפרופזה של מיוזה I, אך הכרומוזומים בשני התאים הפלואידים יצרו עדיין להישאר דו-כרומטיד ( 1n2c).

יש מעט מאוד זמן בין מיוזה I למיוזה II, שכפול DNA נוסף לֹא ממשיךושוב כל תא יוצר שני תאים הפלואידים ( 1n), אבל הם כבר "נורמליים" - כרומטיד בודד ( 1 שניות).

2. מה עוד חשוב מאוד לזכור עבור כל אחד, במיוחד צעירים – הורים פוטנציאליים

במהלך המיוזה, במהלך הבשלת תאי הנבט, כתוצאה מהצימוד של כרומוזומים הומולוגיים, יכולה להתרחש כל מיני "דשדוש" של חומר גנטי בין כרומוזומים הומולוגיים לפרופזה I של המיוזה - מעבר.

וברגע זה של היווצרות ביציות וזרעונים, חשוב במיוחד שלא תהיה השפעה על גוף האדם של גורמים שליליים כלשהם (זעזועים עצביים, מינונים גדולים של סמים, אלכוהול, ניקוטין וסמים אחרים) שעלולים להוביל ל שגיאות הצלבה במהלך המיוזה (ולכן, להופעה של גנטית פָּגוּםצֶאֱצָאִים).

3. ממה עוד לשים לב

גם אם זוכרים היטב שכל התאים הסומטיים של הגוף מתרבים במיטוזה, ומיוזה היא שיטה ליצירת תאי נבט, נעשית הטעות הבאה.

כן, מיוזה היא דרך ליצור תאי נבט, אבל... אבל רקאורגניזמים !!! שוב אני רוצה להדגיש שבכל גבוה יותר (אזובים, שרכים, גימנוספרמים ואנגיוספרמים) עוברים חלוקה מיוטי מַחֲלוֹקֶת!מאוחר יותר מנבגים הפלואידים על ידי מיטוזותצמחים הם גמטים.

מחברי ספרי לימוד בבית ספר צריכים לשים לב לכך, שכן כותבי מבחנים אוהבים (והם צודקים) לכלול שאלות על התהליכים הבסיסיים של תפקודן של מערכות חיות. ושיטות הרבייה של תאים של אורגניזמים חיים ושיטות רבייה מינית של אורגניזמים של טקסים שונים הם בדיוק תהליכים כאלה.

_______________________________________________________________________________

עכשיו אני כותב וחושב, כמה חבל שהבלוג הזה עדיין בלתי נראה באינטרנט (אני מקווה ש"בינתיים"). הרי המידע בפוסט זה שימושי לכולם, במיוחד לדור הצעיר, כך שמפאת בורות הם לא ישלמו בבריאות ילדיהם למשך שארית חייהם.

במהלך רבייה מינית, אורגניזם הבת מתעורר כתוצאה מהתמזגות של שני תאי נבט ( גמטות) והתפתחות לאחר מכן מביצית מופרית - זיגוטים.

לתאי המין של ההורים יש סט הפלואידי ( נ) כרומוזומים, ובזיגוטה, כאשר משולבים שני קבוצות כאלה, מספר הכרומוזומים הופך לדיפלואידי (2 נ): כל זוג כרומוזומים הומולוגיים מכיל כרומוזום אב ואחד אימהי.

תאים הפלואידים נוצרים מתאי דיפלואיד כתוצאה מחלוקת תאים מיוחדת - מיוזה.

מיוזיס - סוג של מיטוזה, כתוצאה מכך תאים סומטיים דיפלואידים (2n) של תאי הנבטלז יצר גמטות הפלואידיות (1נ). במהלך ההפריה, גרעיני הגמטים מתמזגים ומערכת הכרומוזומים הדיפלואידית משוחזרת. לפיכך, מיוזה מבטיחה שימור של סט קבוע של כרומוזומים וכמות ה-DNA לכל מין.

מיוזה היא תהליך מתמשך המורכב משתי חלוקות עוקבות הנקראות מיוזה I ומיוזה II. כל חטיבה מחולקת לפרופזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. כתוצאה ממיוזה I, מספר הכרומוזומים פוחת בחצי ( חלוקת הפחתה):במהלך מיוזה II, תאים הפלואידים נשמרים (חלוקה משוואה).תאים הנכנסים למיוזה מכילים את המידע הגנטי 2n2xp (איור 1).

בפרופאזה I של המיוזה, הכרומטין מתפתל בהדרגה ליצירת כרומוזומים. כרומוזומים הומולוגיים מתקרבים זה לזה, ויוצרים מבנה משותף המורכב משני כרומוזומים (דו-ערכיים) וארבע כרומטידים (טטרד). המגע של שני כרומוזומים הומולוגיים לכל האורך נקרא צימוד. לאחר מכן, מופיעים כוחות דחיה בין הכרומוזומים ההומולוגיים, והכרומוזומים נפרדים תחילה באזור הצנטרומר, נשארים מחוברים באזור הכתף ויוצרים דיקוסציות (chiasmata). ההתפצלות של הכרומטידים גדלה בהדרגה, והדיבורים נעקרים לעבר קצותיהם. בתהליך של צימוד בין כמה כרומטידים של כרומוזומים הומולוגיים, יכולים להתרחש חילופי אתרים - מעבר, מה שמוביל לשילוב מחדש של חומר גנטי. בסוף הפרופזה, המעטפת הגרעינית והנוקלאולי מתמוססים, ונוצר ציר האכרומטין. התוכן של החומר הגנטי נשאר זהה (2n2хр).

במטאפאזהמיוזה I כרומוזום דו ערכי ממוקמים במישור המשווני של התא. ברגע זה, הספירליזציה שלהם מגיעה למקסימום. התוכן של החומר הגנטי אינו משתנה (2n2xp).

באנפאזהכרומוזומים הומולוגיים של meiosis I, המורכבים משתי כרומטידות, מתרחקים לבסוף זה מזה ומתפצלים לכיוון הקטבים של התא. כתוצאה מכך, רק אחד מכל זוג של כרומוזומים הומולוגיים נכנס לתא הבת - מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי (מתרחשת הפחתה). התוכן של החומר הגנטי הופך ל-1n2xp בכל קוטב.

בטלופאזהמתרחשים היווצרות גרעינים וחלוקת הציטופלזמה - נוצרים שני תאי בת. תאי בת מכילים קבוצה הפלואידית של כרומוזומים, לכל כרומוזום יש שתי כרומטידות (1n2xp).

אינטרקינזיס- מרווח קצר בין החלוקה המיוטית הראשונה והשנייה. בשלב זה, שכפול ה-DNA אינו מתרחש, ושני תאי בת נכנסים במהירות למיוזה II, בהתאם לסוג המיטוזה.

אורז. 1. תרשים של מיוזה (מוצג זוג אחד של כרומוזומים הומולוגיים). מיוזיס I: 1, 2, 3. 4. 5 - פרופסה; 6 - מטאפאזה; 7 - אנפאזה; 8 - טלופאז; 9 - אינטרקינזיס. Meiosis II; 10 - מטאפאזה; II - אנפאזה; 12 - תאי בת.

בנבואהמיוזה II, אותם תהליכים מתרחשים כמו בפרוזה של מיטוזה. במטאפאזה, הכרומוזומים ממוקמים במישור המשווני. אין שינויים בתוכן החומר הגנטי (1n2хр). באנפאזה של מיוזה II, הכרומטידות של כל כרומוזום נעות לקטבים מנוגדים של התא, ותכולת החומר הגנטי בכל קוטב הופך ל-lnlxp. בטלופאזה נוצרים 4 תאים הפלואידים (lnlxp).

כך, כתוצאה ממיוזה, נוצרים מתא אם דיפלואיד אחד 4 תאים עם סט הפלואידי של כרומוזומים. בנוסף, בפרופזה של מיוזה I מתרחשת רקומבינציה של חומר גנטי (הצלבה), ובאנפאזה I ו-II, יציאה אקראית של כרומוזומים וכרומטידות לקוטב זה או אחר. תהליכים אלו הם הגורם לשונות קומבינטיבית.

המשמעות הביולוגית של המיוזה:

1) הוא השלב העיקרי של הגמטוגנזה;

2) מבטיח העברת מידע גנטי מאורגניזם לאורגניזם במהלך רבייה מינית;

3) תאי הבת אינם זהים גנטית להורה וזה לזה.

כמו כן, המשמעות הביולוגית של המיוזה נעוצה בעובדה שירידה במספר הכרומוזומים נחוצה ליצירת תאי נבט, שכן גרעיני הגמטה מתמזגים במהלך ההפריה. אם הפחתה זו לא הייתה מתרחשת, אז בזיגוטה (ולכן בכל תאי האורגניזם הבת) יהיו פי שניים יותר כרומוזומים. עם זאת, זה סותר את כלל הקביעות של מספר הכרומוזומים. עקב המיוזה, תאי הנבט הם הפלואידים, ובמהלך ההפריה בזיגוטה, שוחזרת מערכת דיפלואידית של כרומוזומים (איור 2 ו-3).

אורז. 2. ערכת הגמטוגנזה: ? - spermatogenesis; ? - ביציות

אורז. 3.תכנית הממחישה את המנגנון לשמירה על קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים במהלך רבייה מינית

מיוזיסהיא שיטה לחלוקת תאים באוקריוטים, בה נוצרים תאים הפלואידים. מיוזיס שונה ממיטוזה, המייצרת תאים דיפלואידים.

בנוסף, המיוזה מתקדמת בשתי חלוקות עוקבות, הנקראות בהתאמה הראשונה (מיוזיס I) והשנייה (מיוזיס II). כבר לאחר החלוקה הראשונה, התאים מכילים קבוצה אחת, כלומר הפלואידית, של כרומוזומים. לכן, החלוקה הראשונה נקראת לעתים קרובות צִמצוּם. למרות שלפעמים משתמשים במונח "חלוקת צמצום" ביחס לכל המיוזה.

החלוקה השנייה נקראת שוויוניודומה במנגנון למיטוזה. במיוזה II, כרומטידות אחיות מתפצלות לקטבים של התא.

למיוזה, בדומה למיטוזה, מקדימה באינטרפאזה סינתזת DNA – שכפול, שלאחריה כל כרומוזום כבר מורכב משתי כרומטידות, הנקראות כרומטידות אחיות. בין החלוקה הראשונה לשנייה, סינתזת DNA אינה מתרחשת.

אם כתוצאה מהמיטוזה נוצרים שני תאים, אז כתוצאה ממיוזה - 4. עם זאת, אם הגוף מייצר ביצים, אז נשאר רק תא אחד שיש בו חומרי הזנה מרוכזים בפני עצמו.

כמות ה-DNA לפני החלוקה הראשונה מסומנת בדרך כלל כ-2n 4c. כאן n מציין כרומוזומים, c מציין כרומטידות. המשמעות היא שלכל כרומוזום יש זוג הומולוגי (2n), בו זמנית, כל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות. בהינתן נוכחות של כרומוזום הומולוגי, מתקבלות ארבע כרומטידות (4c).

לאחר החלוקה הראשונה ולפני החלוקה השנייה, כמות ה-DNA בכל אחד משני תאי הבת מצטמצמת ל-1n 2c. כלומר, כרומוזומים הומולוגיים מתפצלים לתאים שונים, אך ממשיכים להיות מורכבים משתי כרומטידות.

לאחר החלוקה השנייה נוצרים ארבעה תאים עם קבוצה של 1n 1c, כלומר, כל אחד מכיל רק כרומוזום אחד מזוג הומולוגיים והוא מורכב מכרומטיד אחד בלבד.

להלן תיאור מפורט של החלוקה המיוטית הראשונה והשנייה. ייעוד השלבים זהה לזה של מיטוזה: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופזה. עם זאת, התהליכים המתרחשים בשלבים אלה, במיוחד בנבואה I, שונים במקצת.

מיוזיס I

פרופסה א'

זהו בדרך כלל השלב הארוך והמורכב ביותר של המיוזה. זה לוקח הרבה יותר זמן מאשר עם מיטוזה. זה נובע מהעובדה שבזמן זה כרומוזומים הומולוגיים מתקרבים זה לזה ומחליפים מקטעי DNA (מתרחשים צימוד והצלבה).

נְטִיָה- תהליך הקישור של כרומוזומים הומולוגיים. הצלבה- החלפה של אזורים זהים בין כרומוזומים הומולוגיים. כרומטידות שאינן אחיות של כרומוזומים הומולוגיים יכולות להחליף אזורים שווים. במקומות שבהם מתרחשת חילוף כזה, מה שנקרא כיאזמה.

כרומוזומים הומולוגיים מזווגים נקראים דו-ערכיים, או טטראדים. התקשורת נשמרת עד אנפאזה I ומסופקת על ידי צנטרומרים בין כרומטידות אחיות וצ'יאסמטה בין כרומטידות שאינן אחיות.

בפרופאזה, הכרומוזומים מתגלגלים, כך שעד סוף השלב, הכרומוזומים מקבלים את צורתם וגודלם האופייניים.

בשלבים המאוחרים יותר של פרופאזה I, המעטפת הגרעינית מתפרקת לשלפוחיות והנוקלאולי נעלמים. הציר המיוטי מתחיל להיווצר. שלושה סוגים של microtubules ציר נוצרים. חלקם מחוברים לקינטוכורים, אחרים - לצינוריות הצומחות מהקוטב הנגדי (המבנה פועל כמרווחים). אחרים עדיין יוצרים מבנה כוכבים והם מחוברים לשלד הממברנה, מבצעים את הפונקציה של תומך.

צנטרוזומים עם צנטריולים מתפצלים לכיוון הקטבים. מיקרו-צינוריות מוכנסות לאזור הגרעין לשעבר, מחוברות לקינטוכורים הממוקמים באזור הצנטרומר של הכרומוזומים. במקרה זה, הקינטוכורים של כרומטידות אחיות מתמזגים ופועלים כמכלול אחד, מה שמאפשר לכרומטידות של כרומוזום אחד לא להיפרד ובהמשך לנוע יחדיו לאחד הקטבים של התא.

מטאפאזה I

לבסוף נוצר ציר הביקוע. זוגות של כרומוזומים הומולוגיים ממוקמים במישור קו המשווה. הם מסתדרים זה מול זה לאורך קו המשווה של התא כך שהמישור המשווני נמצא בין זוגות של כרומוזומים הומולוגיים.

אנפאזה I

כרומוזומים הומולוגיים נפרדים ומתפצלים לקטבים שונים של התא. בשל המעבר שהתרחש במהלך הפרופזה, הכרומטידות שלהם כבר אינן זהות זו לזו.

טלופאז I

הגרעינים משוחזרים. כרומוזומים מתפזרים לכרומטין דק. התא מחולק לשניים. בבעלי חיים, על ידי פלישה של הממברנה. לצמחים יש דופן תא.

Meiosis II

שלב הביניים בין שתי חלוקות מיוטיות נקרא interkinesis, הוא קצר מאוד. שלא כמו interphase, שכפול DNA אינו מתרחש. למעשה, הוא כבר מוכפל, רק כל אחד משני התאים מכיל אחד מהכרומוזומים ההומולוגיים. מיוזה II מתרחשת בו זמנית בשני תאים שנוצרו לאחר מיוזה I. התרשים שלהלן מציג את החלוקה של תא אחד מתוך שניים בלבד.

פרופאזה ב'

קצר. הגרעינים והנוקלאולי נעלמים שוב, והכרומטידות מתגלגלות. הציר מתחיל להיווצר.

מטאפאזה II

שני גדילי ציר מחוברים לכל כרומוזום, המורכב משתי כרומטידות. חוט אחד ממוט אחד, השני מהשני. הצנטרומרים מורכבים משני קינטוכורים נפרדים. לוח המטאפאזה נוצר במישור המאונך לקו המשווה של מטאפאזה I. כלומר, אם תא האב במיוזה התחלק לאורכו, כעת שני תאים יתחלקו לרוחבו.

אנפאזה II

החלבון הקושר את הכרומטידות האחיות נפרד, והן מתפצלות לקטבים שונים. כרומטידות אחיות נקראות כיום כרומוזומי אחיות.

טלופאז II

בדומה לטלופאז I. מתרחשת דה-ספיראליזציה של כרומוזומים, ציר הביקוע נעלם, היווצרות גרעינים ונוקלאולי, ציטוקינזיס.

המשמעות של מיוזה

באורגניזם רב תאי, רק תאי נבט מתחלקים על ידי מיוזה. לכן, המשמעות העיקרית של מיוזה היא בִּטָחוֹןמַנגָנוֹןארבייה מינית,מה ששומר על קביעות מספר הכרומוזומים במין.

משמעות נוספת של מיוזה היא ריקומבינציה של מידע גנטי המתרחש בפרופאזה I, כלומר שונות קומבינטיבית. שילובים חדשים של אללים נוצרים בשני מקרים. 1. כאשר מתרחשת מעבר, כלומר, כרומטידות שאינן אחיות של כרומוזומים הומולוגיים מחליפים אתרים. 2. עם סטייה עצמאית של כרומוזומים לקטבים בשתי החלוקים המיוטים. במילים אחרות, כל כרומוזום יכול להיות באותו תא בכל שילוב עם כרומוזומים אחרים שאינם הומולוגיים.

כבר לאחר מיוזה I, תאים מכילים מידע גנטי שונה. לאחר החלוקה השנייה, כל ארבעת התאים נבדלים זה מזה. זהו הבדל חשוב בין מיוזה למיטוזה, שבה נוצרים תאים זהים מבחינה גנטית.

מעבר והפרדה אקראית של כרומוזומים וכרומטידים באנפאזה I ו-II יוצרים שילובים חדשים של גנים ו הם אחדשל הגורמים לשונות תורשתית של אורגניזמיםמה שמאפשר את התפתחותם של אורגניזמים חיים.

מיוזיס היא חלוקה באזור ההתבגרות של המין תאיםמלווה בחצי של מספר הכרומוזומים. הוא מורכב משתי חטיבות רצופות שיש להן אותם שלבים כמו מיטוזה. עם זאת, כפי שמוצג בטבלה "השוואת מיטוזה ומיוזה", משך שלבים בודדים והתהליכים המתרחשים בהם שונים באופן משמעותי מהתהליכים המתרחשים במהלך המיטוזה.

ההבדלים הללו הם בעיקר כדלקמן.

במיוזה, פרופסה I ארוכה יותר. מתרחשים בו צימוד (חיבור של כרומוזומים הומולוגיים) וחילופי מידע גנטי. באנפאזה I, הצנטרומרים המחזיקים את הכרומטידים יחד אינם מתחלקים, ואחד מההומלוגמיוזיס מיטוזיס ושלבי המיטוזה שלו וכרומוזומים אחרים עוברים לקטבים. שלב הביניים לפני החלוקה השנייה קצר מאוד; DNA אינו מסונתז בו. תאים (הליטים) שנוצרו כתוצאה משתי חלוקות מיוטיות מכילים קבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים. הדיפלואידיות משוחזרת כאשר שני תאים מתמזגים - אימהי ואבי. ביצית מופרית נקראת זיגוטה.

מיטוזיס, או חלוקה עקיפה, היא הנפוצה ביותר בטבע. מיטוזה עומדת בבסיס החלוקה של כל הא-מיניים תאים(אפיתל, שריר, עצב, עצם וכו'). מיטוזה מורכבת מארבעה שלבים עוקבים (ראה טבלה למטה). הודות למיטוזה מובטחת חלוקה אחידה של המידע הגנטי של תא האב בין תאי הבת. תקופת חיי התא בין שתי מיטוזות נקראת interphase. זה ארוך פי עשרה ממיטוזה. הוא עובר מספר תהליכים חשובים מאוד שקודמים לחלוקת התא: מולקולות ATP מסונתזות חלבונים, כל כרומוזום מכפיל את עצמו, ויוצרים שתי כרומטידות אחיות, המוחזקות יחד על ידי צנטרומר משותף, מספר האברונים הראשיים של הציטופלזמה עולה.

בפרופאזה, הכרומוזומים, המורכבים משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי הצנטרומר, מתגלגלים ומתעבים כתוצאה מכך. בסוף הפרופזה, הממברנה והנוקלאולים הגרעיניים נעלמים והכרומוזומים מתפזרים בכל התא, הצנטרולים עוברים לקטבים ויוצרים ציר חלוקה. במטאפאזה מתרחשת ספירליזציה נוספת של הכרומוזומים. בשלב זה, הם נראים בצורה הברורה ביותר. הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה. סיבי הציר מחוברים אליהם.

באנפאזה, הצנטרומרים מתחלקים, כרומטידות אחיות נפרדות זו מזו ובשל התכווצות חוטי הציר עוברות לקטבים מנוגדים של התא.

בטלופאזה, הציטופלזמה מתחלקת, הכרומוזומים מתפרקים, והנוקלאולי והממברנות הגרעיניות נוצרות מחדש. בתאי בעלי חיים הציטופלזמה מרוככת, בתאי צמחים נוצרת מחיצה במרכז תא האם. אז מתא מקורי אחד (אמא) נוצרים שני תאי בת חדשים.

מיוזה ומיטוזה

טבלה - השוואה בין מיטוזה למיוזה

		חלוקה 1	חלוקה 2
Interphase	סט כרומוזומים 2n ישנה סינתזה אינטנסיבית של חלבונים, ATP וחומרים אורגניים אחרים כרומוזומים כפולים, כל אחד מהם מורכב משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי צנטרומר משותף.	מערך כרומוזומים 2n נצפים אותם תהליכים כמו במיטוזה, אך ארוכים יותר, במיוחד במהלך היווצרות הביציות.	קבוצת הכרומוזומים היא הפלואידית (n). אין סינתזה של חומרים אורגניים.
	קצרי מועד, כרומוזומים מסתחררים, הממברנה והגרעין הגרעיני נעלמים, נוצר ציר ביקוע	יותר ארוך. בתחילת השלב, אותם תהליכים כמו במיטוזה. בנוסף, מתרחשת צימוד כרומוזומים, בו כרומוזומים הומולוגיים מתקרבים זה לזה לכל אורכם ומתפתלים. במקרה זה, יכולה להתרחש חילופי מידע גנטי (הצלבה של כרומוזומים) - הצלבה. לאחר מכן הכרומוזומים נפרדים.	קצר; אותם תהליכים כמו במיטוזה, אבל עם n כרומוזומים.
מטאפאזה	ספירליזציה נוספת של כרומוזומים מתרחשת, הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה.	ישנם תהליכים דומים לאלו במיטוזה.
	הצנטרומרים המחזיקים את הכרומטידות האחיות יחד מתחלקים, כל אחד מהם הופך לכרומוזום חדש ועובר לקטבים מנוגדים.	צנטרומרים אינם מתחלקים. אחד הכרומוזומים ההומולוגיים, המורכב משתי כרומטידות, המוחזקות יחדיו על ידי צנטרומר משותף, יוצא לקטבים מנוגדים.	אותו דבר קורה כמו במיטוזה, אבל עם n כרומוזומים.
טלופאז	הציטופלזמה מתחלקת, נוצרים שני תאי בת, שלכל אחד קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים. ציר החלוקה נעלם, נוצרים נוקלאוליים.	לא נמשך זמן רב כרומוזומים הומולוגיים נכנסים לתאים שונים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. הציטופלזמה לא תמיד מתחלקת.	הציטופלזמה מחולקת. לאחר שתי חלוקות מיוטיות נוצרים 4 תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

מחזור התא- זוהי תקופת קיומו של תא מרגע היווצרותו על ידי חלוקת תא האם לחלוקה משלו.

משך מחזור התא איקריוט

אורך מחזור התא משתנה מתא לתא. תאים בוגרים המתרבים במהירות, כגון תאים המטופואטיים או תאים בסיסיים של האפידרמיס והמעי הדק, עשויים להיכנס למחזור התא כל 12-36 שעות. מחזורי תאים קצרים (כ-30 דקות) נצפים כאשר הביצים נמחצות במהירות echinoderms, דו-חייםוחיות אחרות. בתנאי ניסוי, לשורות תרבית תאים רבות יש מחזור תאים קצר (כ-20 שעות). ברוב התאים המתחלקים באופן פעיל, משך התקופה שבין מיטוזותהוא בערך 10-24 שעות.

שלבי מחזור התא איקריוט

מחזור התאאיקריוט מורכב משתי תקופות:

תקופת צמיחת התאים הנקראת " interphase", שבמהלכה מתרחשת הסינתזה DNAו חלבוניםוהכנה לחלוקת תאים.

תקופת חלוקת התא, המכונה "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

אינטרפאזה מורכבת ממספר תקופות:

G1- שלבים(מ אנגלית פער- מרווח), או שלבים צמיחה ראשוניתשבמהלכו מתרחשת סינתזה mRNA, חלבונים, רכיבים סלולריים אחרים;

S- שלבים(מ אנגלית סִינתֶזָה- סינתזה) בזמן ששכפול הדנ"א גרעין התא , יש גם הכפלה צנטריולים(אם הם קיימים, כמובן).

G2- שלב שבמהלכו נעשות הכנות לקראתמיטוזה .

תאים מובחנים שאינם מתחלקים עוד עשויים להיעדר שלב G 1 במחזור התא. תאים כאלה נמצאים ב מנוחה שלב G 0 .

פרק זמןחלוקת תא (שלב M) כולל שני שלבים:

-מיטוזה(חלוקה של גרעין התא);

-ציטוקינזיס(חלוקה של הציטופלזמה).

בתורו, מיטוזה מחולק לחמישה שלבים.

תיאור חלוקת התא מבוסס על נתוני מיקרוסקופ אור בשילוב עם מיקרופילם ועל התוצאות אוֹרו אֶלֶקטרוֹנִי מיקרוסקופיהתאים קבועים ומוכתמים.

ויסות מחזור התא

הרצף הקבוע של תקופות משתנות של מחזור התא מתבצע עם אינטראקציה של כאלה חלבונים, איך קינאזות תלויות ציקליןו ציקלין. תאים, שנמצאים בשלב G 0, יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים אליו גורמי גדילה. גורמי גדילה שונים כגון טסיות דם, אפידרמיס, גורם גדילה עצבי, מתקשר עם שלהם קולטנים, מפעילים מפל איתות תוך תאי, שמוביל בסופו של דבר ל תעתיקים גנים ציקליןו קינאזות תלויות ציקלין. קינאזות תלויות ציקליןלהיות פעיל רק בעת אינטראקציה עם המקביל ציקלין. תכנים שונים ציקלין V כְּלוּבשינויים לאורך מחזור התא. ציקליןהוא מרכיב רגולטורי של קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-ציקלין. קינאזהוא המרכיב הקטליטי של המתחם הזה. קינאזותלא פעיל בלי ציקלין. בשלבים שונים של מחזור התא מסונתזשונה ציקלין. כן, תוכן ציקליןב פנימה ביציות צפרדעיםמגיע למקסימום כרגע מיטוזהכשכל מפל התגובות מתחיל זרחןמזורז על ידי קומפלקס קינאז תלוי ציקלין-B/ציקלין. בסוף המיטוזה, ציקלין מתפרק במהירות על ידי חלבונים.

נקודות ביקורת למחזור התא

כדי לקבוע את השלמת כל שלב במחזור התא, יש צורך להחזיק בו מחסומים. אם התא "עובר" את המחסום, אז הוא ממשיך "לנוע" במחזור התא. אם נסיבות מסוימות, כמו פגיעה ב-DNA, מונעות מהתא לעבור דרך מחסום, שניתן להשוות למעין מחסום, אז התא נעצר ושלב נוסף במחזור התא אינו מתרחש, לפחות עד הסרת המכשולים. , מונע מהכלוב לעבור במחסום. יש לפחות ארבע נקודות ביקורת למחזור התא: נקודת בידוק ב-G1 שבה בודקים את שלמות ה-DNA לפני הכניסה ל-S-phase, נקודת ביקורת ב-S-phase שבה נבדקת שכפול ה-DNA לתקינות שכפול ה-DNA, נקודת בידוק ב-G2 שבה בודקים נזקים שהוחמצו. כאשר עוברים מחסומים קודמים, או שהושגו בשלבים הבאים של מחזור התא. בשלב ה-G2, מתגלה השלמות של שכפול ה-DNA, ותאים שבהם ה-DNA אינו משוכפל לא נכנסים למיטוזה. בנקודת הביקורת של הרכבת הציר, נבדק אם כל הקינטוכורים מחוברים למיקרוטובולים.

הפרעות במחזור התא והיווצרות גידול

עלייה בסינתזה של חלבון p53 מובילה להשראת סינתזה של חלבון p21, מעכב מחזור התא

הפרה של הרגולציה הרגילה של מחזור התא היא הגורם לרוב הגידולים המוצקים. במחזור התא, כאמור, מעבר מחסומים אפשרי רק אם השלבים הקודמים מסתיימים כרגיל ואין תקלות. תאי גידול מאופיינים בשינויים במרכיבי המחסומים של מחזור התא. כאשר מחסומי מחזור התא מושבתים, נצפה חוסר תפקוד של כמה מדכאי גידולים ופרוטו-אונקוגנים, במיוחד p53, pRb, mycו ראס. החלבון p53 הוא אחד מגורמי התעתוק שמתחיל סינתזת חלבון עמ' 21, המהווה מעכב של קומפלקס CDK-cyclin, המוביל לעצירת מחזור התא בתקופות G1 ו-G2. כך, תא שה-DNA שלו פגום לא נכנס לשלב S. כאשר מוטציות מובילות לאובדן גנים של חלבון p53, או כאשר הם משתנים, חסימת מחזור התא אינה מתרחשת, תאים נכנסים למיטוזה, מה שמוביל להופעת תאים מוטנטים, שרובם אינם ברי קיימא, בעוד שאחרים יוצרים תאים ממאירים. .

חלוקת תא

כל התאים מיוצרים על ידי חלוקה של תאי ההורים. רוב התאים מאופיינים במחזור תאים המורכב משני שלבים עיקריים: אינטרפאזה ומיטוזה.

Interphaseמורכב משלושה שלבים. תוך 4-8 שעות לאחר הלידה, התא מגדיל את המסה שלו. חלק מהתאים (לדוגמה, תאי העצב של המוח) נשארים בשלב זה לנצח, בעוד שבאחרים, ה-DNA הכרומוזומלי מכפיל את עצמו תוך 6-9 שעות. כאשר מסת התא מכפילה את עצמה, מיטוזה.

בשלב אנפאזההכרומוזומים נעים לקטבים של התא. כאשר הכרומוזומים מגיעים לקטבים, טלופאז. התא מתחלק לשניים במישור המשווני, חוטי הציר נהרסים, ממברנות גרעיניות נוצרות סביב הכרומוזומים. כל תא בת מקבל סט כרומוזומים משלו וחוזר לשלב הבין-פאזי. כל התהליך אורך כשעה.

תהליך המיטוזה יכול להשתנות בהתאם לסוג התא. אין צנטריולים בתא הצמח, למרות שהציר נוצר. בתאי פטרייה מתרחשת מיטוזה בתוך הגרעין, הממברנה הגרעינית אינה מתפרקת.

נוכחות כרומוזומים אינה תנאי הכרחי לחלוקת תאים. מצד שני, מיטוזה אחת או יותר עשויה להפסיק בשלב הטלופזה, וכתוצאה מכך נוצרים תאים מרובי גרעינים (לדוגמה, בחלק מהאצות).

רבייה על ידי מיטוזה נקראת א-מינית או וגטטיבית. שיבוט. במיטוזה, החומר הגנטי של תאי הורה ובת זהה.

מיוזיס, בניגוד למיטוזה, הוא מרכיב חשוב רבייה מינית. במהלך המיוזה נוצרים תאים המכילים רק קבוצה אחת של כרומוזומים, מה שמאפשר את ההיתוך הבא של תאי נבט (גמטות) של שני הורים. בעיקרון, מיוזה היא סוג של מיטוזה. הוא כולל שתי חלוקות תאים רצופות, אך הכרומוזומים משוכפלים רק בחלוקה הראשונה מבין אלו. המהות הביולוגית של המיוזה היא הפחתת מספר הכרומוזומים בחצי ויצירת גמטות הפלואידיות (כלומר, גמטות שיש להן סט אחד של כרומוזומים לכל אחד).

כתוצאה מחלוקה מיוטי בבעלי חיים, ארבעה גמטות. אם תאי הנבט הזכריים הם בערך באותו גודל, אז במהלך היווצרות הביציות, התפלגות הציטופלזמה מתרחשת בצורה מאוד לא אחידה: תא אחד נשאר גדול, ושלושת האחרים כל כך קטנים עד שהם תפוסים כמעט לחלוטין על ידי הגרעין. תאים קטנים אלה משמשים רק לאכלס חומר גנטי עודף.

גמטות זכר ונקבה מתמזגים ליצירת זיגוטה. ערכות כרומוזומליות משולבות בתהליך זה (תהליך זה נקרא סינגמיה), כתוצאה מכך משוחזר קבוצה כפולה של כרומוזומים בזיגוטה - אחד מכל אחד מההורים. הפרדה אקראית של כרומוזומים וחילופי חומר גנטי בין כרומוזומים הומולוגיים מובילים להופעתם של שילובים חדשים של גנים, המגדילים את המגוון הגנטי. הזיגוטה המתקבלת מתפתחת לאורגניזם עצמאי.

לאחרונה בוצעו ניסויים בהיתוך מלאכותי של תאים מאותו סוג או מסוגים שונים. המשטחים החיצוניים של התאים הודבקו זה לזה, והממברנה ביניהם נהרסה. כך ניתן היה להשיג תאים היברידיים של עכבר ותרנגולת, אדם ועכבר. עם זאת, במהלך חלוקות עוקבות, התאים איבדו את רוב הכרומוזומים של אחד המינים.

בניסויים אחרים, התא חולק למרכיבים, כמו הגרעין, הציטופלזמה והממברנה. לאחר מכן חוברו שוב מרכיבי תאים שונים, והתוצאה הייתה תא חי, המורכב ממרכיבים של תאים מסוגים שונים. באופן עקרוני, ניסויים בהרכבת תאים מלאכותיים עשויים להיות הצעד הראשון לקראת יצירת צורות חיים חדשות.

מלווה בירידה במספר הכרומוזומים בחצי. הוא מורכב משתי חטיבות רצופות שיש להן אותם שלבים כמו מיטוזה. עם זאת, כפי שמוצג ב טבלה "השוואה של מיטוזה ומיוזה", משך שלבים בודדים והתהליכים המתרחשים בהם שונים באופן משמעותי מהתהליכים המתרחשים במהלך מיטוזה.

ההבדלים הללו הם בעיקר כדלקמן.

במיוזה מנבא א'ארוך יותר. זה קורה בו נְטִיָה(חיבור של כרומוזומים הומולוגיים) ו החלפת מידע גנטי. באנפאזה I צנטרומריםשמחזיקות את הכרומטידות יחד אל תשתף, ואחד ההומלוגמיוזיס של מיטוזה והכרומוזומים האחרים יוצאים אל הקטבים. Interphaseלפני החטיבה השנייה קצר מאוד, בתוכו DNA אינו מסונתז. תאים ( הליטים), שנוצרו כתוצאה משתי חלוקות מיוטיות, מכילים קבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים. הדיפלואידיות משוחזרת כאשר שני תאים מתמזגים - אימהי ואבי. הביצית המופרית נקראת זיגוטה.

מיטוזה ושלביה

מיטוזה, או חלוקה עקיפה, מופץ הכי הרבה בטבע. מיטוזיס עומדת בבסיס החלוקה של כל התאים שאינם מין (אפיתל, שריר, עצב, עצם וכו'). מיטוזהמורכב מארבעה שלבים עוקבים (ראה טבלה למטה). הודות למיטוזהמובטחת חלוקה אחידה של המידע הגנטי של תא האב בין תאי הבת. תקופת חיי התא בין שתי מיטוזות נקראת interphase. זה ארוך פי עשרה ממיטוזה. מתרחשים בו מספר תהליכים חשובים מאוד שקודמים לחלוקת התא: מולקולות ATP וחלבון מסונתזות, כל כרומוזום מכפיל את עצמו ויוצרים שניים כרומטידות אחיות, מוחזק יחד על ידי משותף צנטרומר, מספר האברונים העיקריים של הציטופלזמה עולה.

בנבואהספירלה וכתוצאה מכך כרומוזומים מתעבים, המורכב משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי צנטרומר. עד סוף הנבואההממברנה הגרעינית והנוקלאולי נעלמים והכרומוזומים מתפזרים בתא, הצנטרולים עוברים לקטבים ויוצרים ציר ביקוע. במטאפאזה מתרחשת ספירליזציה נוספת של הכרומוזומים. בשלב זה, הם נראים בצורה הברורה ביותר. הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה. סיבי הציר מחוברים אליהם.

באנפאזההצנטרומרים מתחלקים, כרומטידות אחיות נפרדות זו מזו ובשל התכווצות חוטי הציר, עוברות לקטבים מנוגדים של התא.

בטלופאזההציטופלזמה מתחלקת, הכרומוזומים נרגעים, הגרעינים והממברנות הגרעיניות נוצרים מחדש. בתאי בעלי חייםהציטופלזמה קשורה בירק- נוצרת מחיצה במרכז תא האם. אז מתא מקורי אחד (אמא) נוצרים שני תאי בת חדשים.

טבלה - השוואה בין מיטוזה למיוזה

שלב	מיטוזה	מיוזיס
		חלוקה 1	חלוקה 2
Interphase	סט כרומוזומים 2n. ישנה סינתזה אינטנסיבית של חלבונים, ATP וחומרים אורגניים אחרים. כרומוזומים כפולים, כל אחד מהם מורכב משתי כרומטידות אחיות המוחזקות יחד על ידי צנטרומר משותף.	מערך כרומוזומים 2n נצפים אותם תהליכים כמו במיטוזה, אך ארוכים יותר, במיוחד במהלך היווצרות הביציות.	קבוצת הכרומוזומים היא הפלואידית (n). אין סינתזה של חומרים אורגניים.
פרופאזה	הוא קצר מועד, הכרומוזומים מתגלגלים, המעטפת הגרעינית והגרעין נעלמים, ונוצר ציר חלוקה.	יותר ארוך. בתחילת השלב, אותם תהליכים כמו במיטוזה. בנוסף, מתרחשת צימוד כרומוזומים, בו כרומוזומים הומולוגיים מתקרבים זה לזה לכל אורכם ומתפתלים. במקרה זה יכולה להתרחש חילופי מידע גנטי (הצלבה של כרומוזומים) - מעבר. לאחר מכן הכרומוזומים נפרדים.	קצר; אותם תהליכים כמו במיטוזה, אבל עם n כרומוזומים.
מטאפאזה	ספירליזציה נוספת של כרומוזומים מתרחשת, הצנטרומרים שלהם ממוקמים לאורך קו המשווה.	ישנם תהליכים דומים לאלו במיטוזה.
אנפאזה	הצנטרומרים המחזיקים את הכרומטידות האחיות יחד מתחלקים, כל אחד מהם הופך לכרומוזום חדש ועובר לקטבים מנוגדים.	צנטרומרים אינם מתחלקים. אחד הכרומוזומים ההומולוגיים, המורכב משתי כרומטידות, המוחזקות יחדיו על ידי צנטרומר משותף, יוצא לקטבים מנוגדים.	אותו דבר קורה כמו במיטוזה, אבל עם n כרומוזומים.
טלופאז	הציטופלזמה מתחלקת, נוצרים שני תאי בת, שלכל אחד קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים. ציר החלוקה נעלם, נוצרים נוקלאוליים.	לא נמשך זמן רב כרומוזומים הומולוגיים נכנסים לתאים שונים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. הציטופלזמה לא תמיד מתחלקת.	הציטופלזמה מחולקת. לאחר שתי חלוקות מיוטיות נוצרים 4 תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

טבלה השוואה בין מיטוזה למיוזה.