Митоз - все просто!

Что такое митоз?

Митоз описывает процесс деления клеток. Деление клетки начинается с удвоения ДНК и заканчивается отщеплением новой клетки. Таким образом, из материнской клетки создаются две идентичные дочерние клетки, содержащие одинаковую генетическую информацию. В течение всего митоза как материнская клетка, так и две возникающие дочерние клетки имеют двойную (диплоид) Набор хромосом. Помимо интерфазы, митоз является частью клеточного цикла и используется для размножения клеток организма, таких как клетки кожи. Митоз можно разделить на разные стадии и всегда протекает одинаково.

Отказ от митоза

Задача митоза - деление клеток и, следовательно, умножение клеток тела. Предпосылкой для процесса митоза является предшествующая интерфаза, в которой ДНК удваивается. Материнская клетка с двойным (диплоидным) набором хромосом приводит к образованию двух идентичных дочерних клеток в процессе, который всегда одинаков. У них также есть двойной набор хромосом, который, однако, состоит только из одной хроматиды. Удвоение ДНК снова происходит в интерфазе. Однако митоз происходит не во всех клетках нашего тела. Различают клетки тела и половые клетки, которые создаются не митозом, а мейозом. Результатом мейоза являются четыре дочерние клетки с простым (гаплоидным) набором хромосом, готовые к оплодотворению. Еще одна особенность - клетки, которые достигли узкоспециализированной формы и больше не делятся. К ним относятся, например, нервные клетки или эритроциты. Однако митоз играет чрезвычайно важную роль в клетках, ограничивающих поверхности, такие как клетки кожи или поверхностные клетки (эпителиальные клетки) в желудочно-кишечном тракте. Эти клетки необходимо регулярно обновлять, что и является работой митоза. Постоянный процесс митоза на разных стадиях и несколько контрольных точек внутри интерфазы гарантирует, что во время деления клеток не произойдет никаких ошибок.

Читайте также: ДНК - вы должны это знать!

Какие фазы митоза?

Клеточный цикл, который отвечает за деление клеток и, следовательно, за размножение клеток, можно разделить на интерфазу и митоз. В интерфазе ДНК удваивается, и клетка готовится к предстоящему митозу. Эта фаза клеточного цикла может различаться по продолжительности и сильно варьируется в зависимости от типа клетки. Митоз - это вторая фаза клеточного цикла, включающая деление генетического материала и образование двух идентичных дочерних клеток из общей материнской клетки. Этот процесс деления клеток можно разделить на несколько этапов, в которых всегда происходят характерные процессы. В зависимости от источника различают от четырех до шести стадий.

Вначале есть профаза, в которой две хромосомы конденсируются, и также возникает веретенообразный аппарат. Затем две максимально конденсированные хромосомы выстраиваются в линию в экваториальной плоскости, которая описывается как метафаза. Между этими двумя этапами некоторые авторы упоминают фазу промета. Затем две сестринские хроматиды разделяются в анафазе. Наконец, в телофазе образуется новая ядерная мембрана, и хромосомы снова расщепляются. В некоторых книгах так называемый цитокинез до сих пор рассматривается как отдельная фаза. Во время цитокинеза тело новой клетки сжимается, так что в конечном итоге создаются две идентичные дочерние клетки.

Вам также может быть интересно: Функции ядра клетки

Что такое метафаза?

Метафаза является частью митоза и, следовательно, этапом деления клеток в организме. Это третья фаза митоза, следующая за фазой промета. После конденсации хромосом и растворения ядерной мембраны двойной набор хромосом располагается в экваториальной плоскости. Метафаза также является единственной фазой митоза, в которой хромосомы отчетливо видны под микроскопом. Это связано с тем, что ДНК приняла наиболее компактную форму в этой фазе деления клетки. Две 2-хроматидные хромосомы теперь находятся рядом друг с другом в экваториальной плоскости клетки. Эта плоскость находится примерно на одинаковом расстоянии от обоих полюсов ячейки. Это положение обеспечивается встроенным веретенообразным аппаратом, который отделяет сестринские хроматиды друг от друга в дальнейшем ходе митоза.

Что такое анафаза?

Анафаза - это четвертая фаза митоза и, следовательно, этап клеточного деления ядерных клеток. После того, как хромосомы конденсируются и размещаются в метафазе в экваториальной плоскости, следует анафаза. На этом этапе сестринские хроматиды отделяются друг от друга веретенообразным устройством и притягиваются к противоположным полюсам клетки. Таким образом, собственно деление хромосом начинается в анафазе. Таким образом, все еще двойной набор хромосом создается из исходной материнской клетки с двойным набором из 2 хроматидных хромосом. Однако сейчас он состоит только из двух 1-хроматидных хромосом. За анафазой следует телофаза.

Читайте также: Набор хромосом человека

Что такое телофаза?

Телофаза описывает последний этап митоза, на котором генетическая информация ядерных клеток используется совместно, чтобы клетки могли размножаться. Телофаза следует за анафазой. Сестринские хроматиды были перенесены от экваториальной плоскости к противоположным полюсам клетки с помощью веретенообразного аппарата. В телофазе каждая хромосома достигла своего клеточного полюса, и веретенообразный аппарат растворяется. При этом из фрагментов разрушенной ядерной мембраны образуется новая ядерная оболочка. Это деление хромосомы теперь сопровождается цитокинезом. Здесь тело клетки сжимается, так что создаются две независимые, но идентичные дочерние клетки.

Вам также может быть интересно: Функции ядра клетки

Продолжительность митоза

В среднем митоз длится около часа, так что можно говорить о быстром делении клеток. По сравнению с интерфазой митоз занимает относительно мало времени. Кроме того, в зависимости от типа клетки интерфаза может длиться от нескольких часов до нескольких месяцев или даже лет. Особенно ответственны за это фазы G1 и G0 в межфазной фазе. В фазе G1 продуцируются различные белки и клеточные органеллы, а в фазе G0 клетка переходит в своего рода спящий режим. Многие клетки остаются в фазе G0 годами или даже десятилетиями.

Какая митотическая скорость?

Скорость деления клеток можно описать с помощью скорости митоза. Это позволяет делать выводы о скорости воспроизведения определенных тканей. Скорость митоза определяется с помощью микроскопа. С определенным количеством клеток, например 1000 клеток, определяется, сколько из них находится в митотической стадии. Скорость митоза дана в процентах и, следовательно, является относительной величиной. Ткани, которые обновляются особенно часто, имеют высокую скорость митоза. К ним относятся костный мозг, кожа (эпидермис) и слизистая оболочка тонкой кишки. Костный мозг отвечает за образование крови и постоянно производит новые клетки крови. Кожа и слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта также регулярно обновляются, поэтому здесь также наблюдается высокая скорость митоза. Однако высокие показатели митоза также могут указывать на быстрорастущие злокачественные опухоли. Эти дегенерированные клетки избегают контрольных точек в интерфазе и митозе и могут беспрепятственно расти. Повышенная скорость митоза также может использоваться в качестве терапевтического подхода, поскольку быстрорастущие опухоли особенно чувствительны к ингибиторам митоза и могут подвергаться лечению с более высокими шансами на выздоровление.

Подробнее по теме: Опухоль - вы должны это знать!

Что такое ингибиторы митоза?

Ингибиторы митоза - это вещества, подавляющие процесс митоза. Ингибиторы митоза предотвращают деление ядра и, следовательно, останавливают размножение клеток. Эти токсины используются в качестве цитостатиков при лечении опухолей. В частности, лимфомы и лейкозы хорошо поддаются этой форме химиотерапии. Механизм действия ингибитора митоза заключается в связывании с тубулином, который необходим для создания аппарата веретена. Тубулин - это белок, из которого состоят микротрубочки веретенообразного аппарата. Если этот белок недоступен из-за связывания ингибитора митоза, аппарат веретена не может быть построен, и ядро ​​клетки не делится. Однако ингибиторы митоза, такие как алкалоиды барвинка или таксаны, могут иметь опасные побочные эффекты, которые могут особенно повредить нервную систему.

Подробнее по теме: Опухоль - вы должны это знать!

В чем разница между митозом и мейозом?

И митоз, и мейоз ответственны за основные деления, причем оба процесса различаются по своему течению и результату. Митоз создает две идентичные дочерние клетки с двойным (диплоидным) набором хромосом из материнской клетки. В отличие от мейоза необходимо только одно деление хромосомы. В целом митоз выполняет функцию распределения всей генетической информации в форме ДНК между двумя идентичными клетками и, следовательно, необходим для воспроизводства клеток. Напротив, мейоз важен для образования половых клеток для полового размножения. Поскольку половые клетки имеют простой (гаплоидный) набор хромосом, мейоз требует двух ядерных делений. В первом мейозе образуется двойной набор хромосом. Второе эквивалентное деление теперь отделяет сестринские хроматиды друг от друга, так что всего у нас есть четыре дочерних клетки, каждая с простым набором хромосом. Таким образом, митоз и мейоз различаются количеством делений, количеством и типом дочерних клеток и их продолжительностью. Митоз занимает около часа. С другой стороны, мейоз занимает гораздо больше времени. Одна только профаза мейоза занимает около 24 часов (образование сперматозоидов) у мужчин и от нескольких лет до десятилетий (формирование и созревание яйцеклетки) у женщин.

Читайте также: Набор хромосом человека

Что такое интерфаза?

Помимо митоза, интерфаза - это вторая часть клеточного цикла. Он всегда находится между двумя митотическими подразделениями и выполняет разные задачи. Во время интерфазы ДНК, уменьшенная вдвое в митозе, снова удваивается. Кроме того, происходит общий рост двух дочерних клеток, и они готовы к возобновлению митоза. Как и митоз, интерфазу можно разделить на несколько этапов. Сразу после митоза за интерфазой следует фаза G1. Двойной набор хромосом в дочерних клетках состоит только из одной хроматиды. На этом этапе дочерние клетки растут и вырабатываются многие белки и ферменты. Следующая фаза - это так называемая S-фаза (фаза синтеза). Здесь ДНК удвоена, так что у нас все еще есть двойной набор хромосом, который теперь также состоит из двух хроматид. В последней фазе интерфазы, фазе G2, обе дочерние клетки снова растут и будут готовиться к предстоящему митозу. Две дочерние клетки создали новые материнские клетки, которые можно разделить митозом. Интерфаза длится в среднем около 18 часов и, следовательно, занимает гораздо больше времени, чем митоз (продолжительность около одного часа). В интерфазе важны две контрольные точки, которые расположены при переходе от фазы G1 к фазе S и от фазы G2 к митозу. Здесь клетка и, в частности, генетическая информация проверяются на возможные ошибки. Если обнаружена ошибка, она исправляется прежде, чем ячейка разделится. Если бы ошибка не была обнаружена и устранена, она продолжала бы воспроизводиться во многих клетках посредством митоза.

Вам также может быть интересно: Хромосомная мутация