Mzunguko wa seli. Kwa kifupi kuhusu interphase

nyumbani / Talaka

Urefu wa mwili wa mwanadamu husababishwa na ongezeko la ukubwa na idadi ya seli, mwisho huhakikishwa na mchakato wa mgawanyiko, au mitosis. Kuenea kwa seli hutokea chini ya ushawishi wa mambo ya ukuaji nje ya seli, na seli zenyewe hupitia mfululizo wa matukio unaojulikana kama mzunguko wa seli.

Kuna nne kuu awamu: G1 (presynthetic), S (synthetic), G2 (postsynthetic) na M (mitotic). Hii inafuatwa na mgawanyiko wa cytoplasm na membrane ya plasma, na kusababisha seli mbili za binti zinazofanana. Awamu Gl, S na G2 ni sehemu ya interphase. Urudiaji wa kromosomu hutokea wakati wa awamu ya sintetiki, au awamu ya S.
Wengi seli sio chini ya mgawanyiko wa kazi; shughuli zao za mitotic zinazimwa wakati wa awamu ya GO, ambayo ni sehemu ya awamu ya G1.

Muda wa awamu ya M ni dakika 30-60, wakati mzunguko mzima wa seli unafanyika katika muda wa saa 20 Kulingana na umri, seli za kawaida (zisizo za tumor) za binadamu hupitia hadi mizunguko 80 ya mitotic.

Michakato mzunguko wa seli hudhibitiwa kwa uanzishaji unaorudiwa mfululizo na uanzishaji wa vimeng'enya muhimu vinavyoitwa cyclin-dependent protein kinases (CDPKs), pamoja na cofactors zao, cyclins. Katika kesi hiyo, chini ya ushawishi wa phosphokinases na phosphatases, phosphorylation na dephosphorylation ya complexes maalum ya cyclin-CZK hutokea, ambayo ni wajibu wa mwanzo wa awamu fulani za mzunguko.

Aidha, juu ya husika hatua sawa na protini za CZK kusababisha mgandamizo wa kromosomu, kupasuka kwa bahasha ya nyuklia na upangaji upya wa vijiumbe vya cytoskeletal ili kuunda fission spindle (mitotic spindle).

Awamu ya G1 ya mzunguko wa seli

Awamu ya G1- hatua ya kati kati ya awamu ya M na S, wakati ambapo kiasi cha cytoplasm huongezeka. Kwa kuongeza, mwishoni mwa awamu ya G1 kuna ukaguzi wa kwanza ambapo ukarabati wa DNA na hali ya mazingira huangaliwa (ikiwa ni nzuri kwa kutosha kwa mpito kwa awamu ya S).

Katika kesi ya nyuklia DNA kuharibiwa, shughuli ya protini ya p53 huongezeka, ambayo huchochea uandishi wa p21. Mwisho hufunga kwa tata maalum ya cyclin-CZK, inayohusika na kuhamisha seli kwenye awamu ya S, na inazuia mgawanyiko wake katika hatua ya Gl-awamu. Hii inaruhusu kutengeneza vimeng'enya kurekebisha vipande vya DNA vilivyoharibika.

Ikiwa patholojia hutokea p53 replication ya protini ya DNA yenye kasoro inaendelea, ambayo inaruhusu seli za kugawanya kukusanya mabadiliko na kuchangia katika maendeleo ya michakato ya tumor. Hii ndiyo sababu protini ya p53 mara nyingi huitwa "mlinzi wa jenomu."

Awamu ya G0 ya mzunguko wa seli

Kuenea kwa seli katika mamalia kunawezekana tu kwa ushiriki wa seli zilizofichwa na seli zingine. mambo ya ukuaji wa nje ya seli, ambayo hutoa athari kupitia uwasilishaji wa mawimbi ya proto-oncogenes. Ikiwa wakati wa awamu ya G1 kiini haipati ishara zinazofaa, basi hutoka kwenye mzunguko wa seli na huingia katika hali ya G0, ambayo inaweza kubaki kwa miaka kadhaa.

Kuzuia G0 hutokea kwa msaada wa protini - wakandamizaji wa mitosis, moja ambayo ni protini ya retinoblastoma(Rb protini) iliyosimbwa na aleli za kawaida za jeni la retinoblastoma. Protini hii inashikamana na protini za udhibiti wa skew, kuzuia uhamasishaji wa uandishi wa jeni muhimu kwa kuenea kwa seli.

Sababu za ukuaji wa nje huharibu kizuizi kwa uanzishaji Mchanganyiko wa cyclin-CZK maalum wa Gl, ambayo phosphorylate protini ya Rb na kubadilisha muundo wake, kama matokeo ambayo uhusiano na protini za udhibiti huvunjika. Wakati huo huo, mwisho huo huamsha uandishi wa jeni wanazoweka, ambayo husababisha mchakato wa kuenea.

Awamu ya S ya mzunguko wa seli

Kiasi cha kawaida DNA helices mbili katika kila seli, seti ya diploidi inayolingana ya kromosomu yenye ncha moja kwa kawaida huteuliwa kuwa 2C. Seti ya 2C hudumishwa katika awamu yote ya G1 na kuongezeka maradufu (4C) wakati wa awamu ya S, wakati DNA mpya ya kromosomu inapounganishwa.

Kuanzia mwisho Awamu ya S na hadi awamu ya M (pamoja na awamu ya G2), kila kromosomu inayoonekana ina molekuli mbili za DNA zilizofungamana sana zinazoitwa kromatidi dada. Kwa hiyo, katika seli za binadamu, kutoka mwisho wa awamu ya S hadi katikati ya M-awamu, kuna jozi 23 za chromosomes (vitengo 46 vinavyoonekana), lakini 4C (92) helis mbili za DNA ya nyuklia.

Inaendelea mitosis seti zinazofanana za kromosomu husambazwa kati ya seli mbili binti kwa njia ambayo kila moja ina jozi 23 za molekuli za DNA za 2C. Ikumbukwe kwamba awamu za G1 na G0 ndizo awamu pekee za mzunguko wa seli wakati ambapo kromosomu 46 katika seli zinalingana na seti ya 2C ya molekuli za DNA.

Awamu ya G2 ya mzunguko wa seli

Pili kuangalia Point, ambapo ukubwa wa seli hupimwa, iko mwishoni mwa awamu ya G2, iko kati ya awamu ya S na mitosis. Kwa kuongeza, katika hatua hii, kabla ya kuhamia mitosis, ukamilifu wa replication na uadilifu wa DNA huangaliwa. Mitosis (M-awamu)

1. Prophase. Kromosomu, kila moja inayojumuisha chromatidi mbili zinazofanana, huanza kuganda na kuonekana ndani ya kiini. Kwenye nguzo zilizo kinyume za seli, kifaa-kama spindle huanza kuunda karibu na centrosomes mbili kutoka kwa nyuzi za tubulini.

2. Prometaphase. Utando wa nyuklia hugawanyika. Kinetochores huunda karibu na centromeres ya chromosomes. Fiber za Tubulini hupenya ndani ya kiini na kuzingatia karibu na kinetochores, kuunganisha na nyuzi zinazotoka kwenye centrosomes.

3. Metaphase. Mvutano wa nyuzi husababisha kromosomu kujipanga katikati kati ya miti ya kusokota, na hivyo kutengeneza bamba la metaphase.

4. Anaphase. DNA ya Centromere, iliyoshirikiwa kati ya kromatidi dada, inarudiwa, na kromatidi hutengana na kusogea kando karibu na nguzo.

5. Telophase. Kromatidi dada zilizotenganishwa (ambazo kuanzia hatua hii na kuendelea huchukuliwa kuwa kromosomu) hufika kwenye nguzo. Utando wa nyuklia huonekana karibu na kila kikundi. Chromatin iliyounganishwa hutengana na fomu ya nucleoli.

6. Cytokinesis. Mikataba ya membrane ya seli na mfereji wa kugawanyika hutengenezwa katikati kati ya miti, ambayo baada ya muda hutenganisha seli mbili za binti.

Mzunguko wa Centrosome

Katika Wakati wa awamu ya G1 jozi ya centrioles zilizounganishwa kwa kila centrosome hutengana. Wakati wa awamu ya S na G2, centriole ya binti mpya huundwa kwa haki ya centrioles ya zamani. Mwanzoni mwa awamu ya M, centrosome inagawanyika, na centrosomes mbili za binti huenda kuelekea miti ya seli.

Mzunguko wa seli ni kipindi cha kuwepo kwa seli kutoka wakati wa kuundwa kwake kwa kugawanya seli mama hadi mgawanyiko wake au kifo.

Muda wa mzunguko wa seli

Urefu wa mzunguko wa seli hutofautiana kati ya seli tofauti. Seli zinazozaa haraka za viumbe vya watu wazima, kama vile seli za hematopoietic au basal za epidermis na utumbo mdogo, zinaweza kuingia kwenye mzunguko wa seli kila baada ya masaa 12-36 (kama dakika 30) huzingatiwa wakati wa kugawanyika kwa haraka kwa mayai ya echinoderms, amphibians. na wanyama wengine. Chini ya hali ya majaribio, mistari mingi ya utamaduni wa seli ina mzunguko mfupi wa seli (kama masaa 20). Kwa seli nyingi zinazogawanya kikamilifu, muda kati ya mitosi ni takriban masaa 10-24.

Awamu za mzunguko wa seli

Mzunguko wa seli ya yukariyoti una vipindi viwili:

Kipindi cha ukuaji wa seli kinachoitwa "interphase," wakati ambapo DNA na protini huunganishwa na maandalizi ya mgawanyiko wa seli hutokea.

Kipindi cha mgawanyiko wa seli, inayoitwa "awamu M" (kutoka kwa neno mitosis - mitosis).

Interphase ina vipindi kadhaa:

G 1-awamu (kutoka Kiingereza. pengo- muda), au awamu ya ukuaji wa awali, wakati ambapo awali ya mRNA, protini, na vipengele vingine vya seli hutokea;

Awamu ya S (kutoka Kiingereza. usanisi- awali), wakati ambapo replication ya DNA ya kiini cha seli hutokea, mara mbili ya centrioles pia hutokea (ikiwa zipo, bila shaka).

G 2 awamu, wakati ambapo maandalizi ya mitosis hutokea.

Katika seli tofauti ambazo hazigawanyi tena, kunaweza kusiwe na awamu ya G 1 katika mzunguko wa seli. Seli kama hizo ziko katika awamu ya kupumzika G0.

Kipindi cha mgawanyiko wa seli (awamu M) ni pamoja na hatua mbili:

karyokinesis (mgawanyiko wa kiini cha seli);

cytokinesis (mgawanyiko wa cytoplasm).

Kwa upande wake, mitosis imegawanywa katika hatua tano.

Maelezo ya mgawanyiko wa seli yanatokana na data ya hadubini nyepesi pamoja na upigaji picha wa hadubini na juu ya matokeo ya hadubini ya mwanga na elektroni ya seli zisizobadilika na zilizotiwa rangi.

Udhibiti wa mzunguko wa seli

Mlolongo wa mara kwa mara wa mabadiliko katika vipindi vya mzunguko wa seli hutokea kupitia mwingiliano wa protini kama vile kinasi na cyclin zinazotegemea cyclin. Seli katika awamu ya G0 zinaweza kuingia katika mzunguko wa seli zinapoathiriwa na mambo ya ukuaji. Vipengele mbalimbali vya ukuaji, kama vile vipengele vinavyotokana na chembe chembe za damu, ngozi ya ngozi, na ukuaji wa neva, kwa kushikamana na vipokezi vyake, husababisha mtiririko wa kuashiria ndani ya seli, hatimaye kusababisha unukuzi wa jeni za cyclin na kinasi zinazotegemea cyclin. Kinasi zinazotegemea baisikeli huwa hai wakati tu zinapoingiliana na baisikeli zinazolingana. Yaliyomo katika mizunguko mbalimbali kwenye seli hubadilika katika mzunguko wa seli. Cyclin ni sehemu ya udhibiti wa tata ya kinase inayotegemea cyclin-cyclin. Kinase ni sehemu ya kichocheo cha tata hii. Kinases haifanyi kazi bila cyclins. Saini tofauti huunganishwa katika hatua tofauti za mzunguko wa seli. Kwa hivyo, maudhui ya cyclin B katika oocyte za chura hufikia kiwango cha juu wakati wa mitosis, wakati mteremko mzima wa athari za fosforasi zinazochochewa na tata ya kinase inayotegemea cyclin B/cyclin inapozinduliwa. Mwisho wa mitosis, cyclin huharibiwa haraka na protini.

InterphaseG1 hufuata telophase ya mitosis. Katika awamu hii, seli huunganisha RNA na protini. Muda wa awamu ni kutoka masaa kadhaa hadi siku kadhaa. G0. Visanduku vinaweza kuondoka kwenye mzunguko na kuwa katika awamu ya G0. Katika awamu ya G0, seli huanza kutofautisha. S. Wakati wa awamu ya S, awali ya protini inaendelea kwenye seli, uigaji wa DNA hutokea, na centrioles hutengana. Katika seli nyingi, awamu ya S huchukua masaa 8-12. G2. Wakati wa awamu ya G2, awali ya RNA na protini inaendelea (kwa mfano, awali ya tubulin kwa microtubules ya mitotic spindle). Binti centrioles kufikia ukubwa wa organelles slutgiltig. Awamu hii huchukua masaa 2-4. Mitosis Wakati wa mitosis, kiini (karyokinesis) na cytoplasm (cytokinesis) hugawanyika. Awamu za mitosis: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase (Mchoro 2-52). Prophase. Kila kromosomu ina kromatidi dada mbili zilizounganishwa na centromere; Centrioles hupanga spindle ya mitotic. Jozi ya centrioles ni sehemu ya mi-

Mchele. 2-51. Hatua za mzunguko wa seli. Mzunguko wa seli umegawanywa katika mitosis, awamu fupi ya M, na muda mrefu zaidi, interphase. Awamu ya M inajumuisha prophase, prometaphase, metaphase, anaphase na telophase; interphase lina awamu Gj, S na G2. Seli zinazoacha mzunguko hazigawanyika tena na huanza kutofautisha. Seli katika awamu ya G0 kwa kawaida hazirudi nyuma. Mchele. 2-52. Awamu ya M ya mzunguko wa seli. Baada ya awamu ya G2, awamu ya M ya mzunguko wa seli huanza. Inajumuisha hatua tano za mgawanyiko wa nyuklia (karyokinesis) na mgawanyiko wa cytoplasmic (cytokinesis). Awamu ya M inaisha mwanzoni mwa awamu ya G1 ya mzunguko unaofuata. kituo cha otic ambacho microtubules huenea kwa radially. Kwanza, vituo vya mitotiki viko karibu na membrane ya nyuklia, na kisha hutengana na spindle ya mitotic ya bipolar huundwa. Utaratibu huu unahusisha microtubules pole, ambayo kuingiliana na kila mmoja kama wao elongated. Centriole ni sehemu ya centrosome (centrosome ina centrioles mbili na tumbo la pericentriole) na ina sura ya silinda yenye kipenyo cha 150 nm na urefu wa 500 nm; ukuta wa silinda lina 9 triplets ya microtubules. Katika centrosome, centrioles ziko kwenye pembe za kulia kwa kila mmoja. Wakati wa awamu ya S ya mzunguko wa seli, centrioles inarudiwa. Katika mitosis, jozi za centrioles, kila moja inayojumuisha ya awali na mpya, hutengana kwenye nguzo za seli na kushiriki katika uundaji wa spindle ya mitotic. Prometaphase. Bahasha ya nyuklia hutengana katika vipande vidogo. Katika eneo la centromere, kinetochores huonekana, hufanya kazi kama vituo vya kuandaa microtubules za kinetochore. Kuondoka kwa kinetochores kutoka kwa kila kromosomu kwa pande zote mbili na mwingiliano wao na microtubules ya polar ya spindle ya mitotic ni sababu ya harakati ya kromosomu.

Metaphase. Chromosomes ziko katika eneo la ikweta la spindle. Bamba la metaphase huundwa ambamo kila kromosomu hushikiliwa na jozi ya kinetochores na mikrotubu inayohusika ya kinetochore iliyoelekezwa kwenye nguzo zilizo kinyume za spindle ya mitotiki. Anaphase- kutofautiana kwa kromosomu za binti kwenye nguzo za spindle ya mitotic kwa kasi ya 1 μm/min. Telophase. Chromatidi hukaribia miti, microtubules za kinetochore hupotea, na zile za pole zinaendelea kurefuka. Bahasha ya nyuklia huundwa na nucleolus inaonekana. Cytokinesis- mgawanyiko wa cytoplasm katika sehemu mbili tofauti. Mchakato huanza mwishoni mwa anaphase au telophase. Plasmalema inarudishwa kati ya viini viwili vya binti katika ndege iliyo sawa na mhimili mrefu wa spindle. Mfereji wa kupasua huongezeka, na daraja hubaki kati ya seli za binti - mwili wa mabaki. Uharibifu zaidi wa muundo huu husababisha kujitenga kamili kwa seli za binti. Vidhibiti vya mgawanyiko wa seli Kuenea kwa seli, ambayo hutokea kwa njia ya mitosis, inadhibitiwa kwa ukali na aina mbalimbali za ishara za molekuli. Shughuli iliyoratibiwa ya vidhibiti hivi vingi vya mzunguko wa seli huhakikisha mpito wa seli kutoka awamu hadi awamu ya mzunguko wa seli na utekelezaji sahihi wa matukio ya kila awamu. Sababu kuu ya kuonekana kwa seli zisizodhibitiwa kwa kiasi kikubwa ni mabadiliko katika jeni zinazoweka muundo wa vidhibiti vya mzunguko wa seli. Wadhibiti wa mzunguko wa seli na mitosis wamegawanywa katika intracellular na intercellular. Ishara za Masi ya intracellular ni nyingi, kati yao, kwanza kabisa, wasimamizi wa mzunguko wa seli wenyewe (cyclins, kinasi ya protini inayotegemea cyclin, activators zao na inhibitors) na wakandamizaji wa tumor wanapaswa kutajwa. Meiosis Wakati wa meiosis, gametes ya haploid huundwa (Mchoro 2-53, ona pia

mchele. 15-8). Mgawanyiko wa kwanza wa meiotic Mgawanyiko wa kwanza wa meiosis (prophase I, metaphase I, anaphase I na telophase I) ni kupunguza. Prophase I hupitia hatua kadhaa mfululizo (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinesis). Leptotene- chromatin condenses, kila chromosome ina chromatidi mbili zilizounganishwa na centromere. Mchele. 2-53. Meiosis inahakikisha mpito wa seli za vijidudu kutoka hali ya diplodi hadi hali ya haploid. Zygotene- kromosomu zilizooanishwa homologous huja karibu na kukutana kimwili (synapsis) kwa namna ya tata ya synaptonemal ambayo inahakikisha muunganisho wa chromosomes. Katika hatua hii, jozi mbili za karibu za chromosomes huunda bivalent. Pachytena- chromosomes huongezeka kutokana na spiralization. Sehemu tofauti za kromosomu zilizounganishwa hupishana na kuunda chiasmata. Inatokea hapa kuvuka- kubadilishana sehemu kati ya chromosomes ya homologous ya baba na mama. Diplotena- mgawanyiko wa kromosomu zilizounganishwa katika kila jozi kama matokeo ya kupasuka kwa longitudinal ya changamano ya synaptonemal. Chromosomes zimegawanyika kwa urefu mzima wa changamano, isipokuwa chiasmata. Ndani ya bivalent, chromatidi 4 zinaweza kutofautishwa wazi. Bivalent kama hiyo inaitwa tetrad. Tovuti za kujifungua huonekana katika chromatidi ambapo RNA imeunganishwa. Diakinesis. Michakato ya kufupisha kromosomu na kugawanyika kwa jozi za kromosomu inaendelea. Chiasmata husogea hadi ncha za kromosomu (kukomesha). Utando wa nyuklia huharibiwa na nucleolus hupotea. Spindle ya mitotic inaonekana. Metaphase I. Katika metaphase I, tetradi huunda sahani ya metaphase. Kwa ujumla, kromosomu za baba na mama husambazwa kwa nasibu upande mmoja au mwingine wa ikweta ya spindle ya mitotiki. Mtindo huu wa usambazaji wa kromosomu unatokana na sheria ya pili ya Mendel, ambayo (pamoja na kuvuka) huhakikisha tofauti za kijeni kati ya watu binafsi.

1. Mzunguko wa seli ni nini?

Mzunguko wa seli ni kuwepo kwa seli kutoka wakati wa kuundwa kwake wakati wa mgawanyiko wa seli mama hadi mgawanyiko wake (pamoja na mgawanyiko huu) au kifo. Mzunguko wa seli hujumuisha interphase na mitosis (mgawanyiko wa seli).

2. Ni nini kinachoitwa interphase? Ni matukio gani kuu yanayotokea katika vipindi vya G 1 -, S- na G 2 vya interphase?

Interphase ni sehemu ya mzunguko wa seli kati ya migawanyiko miwili mfululizo. Wakati wa interphase nzima, chromosomes sio-spiralized na ziko kwenye kiini cha seli kwa namna ya chromatin. Kama sheria, interphase ina vipindi vitatu:

● Kipindi cha Presynthetic (G 1) - sehemu ndefu zaidi ya interphase (kutoka saa 2 - 3 hadi siku kadhaa). Katika kipindi hiki, seli inakua, idadi ya organelles huongezeka, nishati na dutu hukusanywa kwa mara mbili ya baadaye ya DNA. Katika kipindi cha G 1, kila kromosomu huwa na kromatidi moja. Seti ya kromosomu (n) na kromatidi (c) ya seli ya diplodi katika kipindi cha G 1 ni 2n2c.

● Katika kipindi cha syntetisk (S), DNA mara mbili (replication) hutokea, pamoja na usanisi wa protini muhimu kwa ajili ya malezi ya baadaye ya kromosomu. Katika kipindi hiki, mara mbili ya centrioles hutokea. Kufikia mwisho wa kipindi cha S, kila kromosomu huwa na kromatidi dada mbili zinazofanana zilizounganishwa kwenye centromere. Seti ya kromosomu na kromatidi ya seli ya diploidi mwishoni mwa kipindi cha S (yaani baada ya kurudiwa) ni 2n4c.

● Katika kipindi cha usanifu (G 2), seli hukusanya nishati na kuunganisha protini kwa ajili ya mgawanyiko ujao (kwa mfano, tubulini ili kuunda mikrotubuli, ambayo baadaye huunda spindle). Katika kipindi chote cha G 2, seti ya chromosomes na chromatidi katika seli ni 2n4c.

Mwishoni mwa interphase, mgawanyiko wa seli huanza.

3. Ni seli gani zinazojulikana na kipindi cha G 0? Nini kinatokea katika kipindi hiki?

Tofauti na seli zinazogawanyika kila mara (kwa mfano, seli za safu ya vijidudu vya ngozi ya ngozi, uboho nyekundu, membrane ya mucous ya njia ya utumbo ya wanyama, seli za tishu za kielimu za mimea), seli nyingi za kiumbe cha seli nyingi huchukua. njia ya utaalam na, baada ya kupita sehemu ya kipindi cha G 1, kupita wakati wa mapumziko (G 0 -kipindi).

Seli katika kipindi cha G0 hufanya kazi zao maalum katika mwili; Seli kama hizo, kama sheria, hupoteza kabisa uwezo wao wa kugawanyika. Mifano ni pamoja na nyuroni, seli za lenzi, na zingine nyingi.

Hata hivyo, baadhi ya seli ambazo ziko katika kipindi cha G0 (kwa mfano, leukocytes, seli za ini) zinaweza kuiacha na kuendelea na mzunguko wa seli, kupitia vipindi vyote vya interphase na mitosis. Kwa hivyo, seli za ini zinaweza tena kupata uwezo wa kugawanyika baada ya miezi kadhaa ya kuwa katika kipindi cha kupumzika.

4. Uigaji wa DNA unafanywaje?

Urudufishaji ni urudufishaji wa DNA, mojawapo ya athari za usanisi wa kiolezo. Wakati wa kurudia, vimeng'enya maalum hutenganisha nyuzi mbili za molekuli ya DNA ya mzazi, na kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya nyukleotidi za ziada. Molekuli za DNA polymerase, kimeng'enya kikuu cha urudufishaji, hufunga kwenye nyuzi zilizotenganishwa. Kisha molekuli za polimerasi za DNA huanza kusogea kando ya minyororo ya mama, zikitumia kama violezo, na kuunganisha minyororo mipya ya binti, zikichagua nyukleotidi kwa ajili yao kulingana na kanuni ya ukamilishano.

Kama matokeo ya urudiaji, molekuli mbili za DNA zenye nyuzi mbili zinazofanana huundwa. Kila moja yao ina mlolongo mmoja wa molekuli mama ya asili na mnyororo mmoja wa binti mpya.

5. Je, molekuli za DNA zinazofanyiza kromosomu zenye homologo ni sawa? Katika muundo wa chromatidi za dada? Kwa nini?

Molekuli za DNA katika kromatidi dada za kromosomu moja zinafanana (zina mlolongo sawa wa nyukleotidi), kwa sababu huundwa kama matokeo ya urudufishaji wa molekuli ya DNA mama ya asili. Kila moja ya molekuli mbili za DNA zinazounda kromatidi dada ina uzi mmoja wa molekuli ya DNA mama (kiolezo) na uzi mmoja mpya wa binti ulioundwa kwenye kiolezo hiki.

Molekuli za DNA katika kromosomu zenye homologo hazifanani. Hii ni kutokana na ukweli kwamba chromosomes ya homologous ina asili tofauti. Katika kila jozi ya kromosomu za homologous, moja ni ya uzazi (iliyorithi kutoka kwa mama), na nyingine ni ya baba (iliyorithi kutoka kwa baba).

6. Necrosis ni nini? Apoptosis? Ni kufanana na tofauti gani kati ya necrosis na apoptosis?

Necrosis ni kifo cha seli na tishu katika kiumbe hai, kinachosababishwa na hatua ya mambo ya uharibifu ya asili mbalimbali.

Apoptosis ni kifo cha seli kilichopangwa kinachodhibitiwa na mwili (kinachojulikana kama "kujiua kwa seli").

Zinazofanana:

● Nekrosisi na apoptosis ni aina mbili za kifo cha seli.

● Hutokea katika hatua zote za maisha ya mwili.

Tofauti:

● Nekrosisi ni kifo cha seli bila mpangilio (bila kupangwa), ambacho kinaweza kusababishwa na kukabiliwa na halijoto ya juu na ya chini, mionzi ya ioni, kemikali mbalimbali (ikiwa ni pamoja na sumu), uharibifu wa mitambo, ugavi wa damu usiofaa au uhifadhi wa tishu, au mmenyuko wa mzio. Apoptosis inapangwa awali na mwili (iliyopangwa kwa vinasaba) na kudhibitiwa nayo. Wakati wa apoptosis, seli hufa bila uharibifu wa moja kwa moja, kama matokeo ya kupokea kwao ishara maalum ya Masi - "amri ya kujiangamiza."

● Kutokana na apoptosis, seli mahususi hufa (zile tu ambazo zimepokea "amri"), na vikundi vizima vya seli kwa kawaida hupitia kifo cha necrotic.

● Wakati wa kifo cha necrotic katika seli zilizoharibiwa, upenyezaji wa membrane huvunjika, awali ya protini huacha, taratibu nyingine za kimetaboliki huacha, kiini, organelles na, hatimaye, seli nzima huharibiwa. Kwa kawaida, seli zinazokufa zinashambuliwa na leukocytes, na mmenyuko wa uchochezi huendelea katika eneo la necrosis. Wakati wa apoptosis, seli hugawanyika katika vipande tofauti vilivyozungukwa na plasmalemma. Kwa kawaida, vipande vya seli zilizokufa huchukuliwa na seli nyeupe za damu au seli za jirani bila kusababisha majibu ya uchochezi.

Na (au) vipengele vingine muhimu.

7. Je, kuna umuhimu gani wa kufa kwa chembe katika maisha ya viumbe vyenye chembe nyingi?

Moja ya kazi kuu za apoptosis katika kiumbe cha seli nyingi ni kuhakikisha homeostasis ya seli. Shukrani kwa apoptosis, uwiano sahihi wa idadi ya seli za aina tofauti huhifadhiwa, upyaji wa tishu huhakikishwa, na seli zenye kasoro za maumbile huondolewa. Apoptosis inaonekana kukatiza ukomo wa mgawanyiko wa seli. Kudhoofisha apoptosis mara nyingi husababisha maendeleo ya tumors mbaya na magonjwa ya autoimmune (michakato ya pathological ambayo mmenyuko wa kinga huendelea dhidi ya seli na tishu za mwili).

8. Kwa nini unafikiri kwamba katika idadi kubwa ya viumbe hai mlinzi mkuu wa habari za urithi ni DNA, na RNA hufanya kazi za msaidizi tu?

Asili yenye nyuzi mbili ya molekuli ya DNA ina msingi wa michakato ya kujirudia (kujirudia) na kuondoa uharibifu - ukarabati (kamba isiyoharibika hutumika kama matrix ya kurejesha kamba iliyoharibiwa). Kwa kuwa na kamba moja, RNA haina uwezo wa kurudia, na michakato yake ya ukarabati inatatizwa. Kwa kuongeza, kuwepo kwa kundi la ziada la hidroksili kwenye ribose (ikilinganishwa na deoxyribose) hufanya RNA iwe rahisi zaidi kwa hidrolisisi kuliko DNA.

Interphase ni nini? Neno linatokana na neno la Kilatini "inter", lililotafsiriwa kama "kati", na Kigiriki "phasis" - kipindi. Hiki ni kipindi muhimu zaidi ambacho kiini hukua na kukusanya virutubisho katika maandalizi ya mgawanyiko unaofuata. Interphase inachukua sehemu kubwa ya mzunguko mzima wa seli; hadi 90% ya maisha yote ya seli hutokea ndani yake.

Interphase ni nini

Kama sheria, sehemu kuu ya vifaa vya seli hukua katika awamu nzima, kwa hivyo ni ngumu sana kutofautisha hatua za mtu binafsi ndani yake. Hata hivyo, wanabiolojia wamegawanya mseto katika sehemu tatu, wakizingatia wakati wa kurudia katika kiini cha seli.

Vipindi kati ya awamu: Awamu ya G (1), awamu ya S, awamu ya G (2). Kipindi cha presynthetic (G1), ambaye jina lake linatokana na pengo la Kiingereza, linalotafsiriwa kama "muda," huanza mara baada ya mgawanyiko. Hii ni kipindi kirefu sana, hudumu kutoka masaa kumi hadi siku kadhaa. Ni katika kipindi hiki kwamba mkusanyiko wa vitu hutokea na maandalizi ya mara mbili ya nyenzo za maumbile hutokea: awali ya RNA huanza na protini muhimu zinaundwa.

Interphase ni nini katika kipindi chake cha mwisho? Katika awamu ya presynthetic, idadi ya ribosomes huongezeka, eneo la uso wa reticulum mbaya ya endoplasmic huongezeka, na mitochondria mpya inaonekana. Kiini, kinachotumia nishati nyingi, kinakua haraka.

Seli tofauti, ambazo haziwezi tena kugawanyika, husalia katika awamu ya kupumzika inayoitwa G0.

Kipindi kikuu cha interphase

Bila kujali ni michakato gani hutokea katika seli wakati wa interphase, kila sehemu ndogo ni muhimu kwa maandalizi ya jumla ya mitosis. Hata hivyo, kipindi cha synthetic kinaweza kuitwa hatua ya kugeuka, kwa sababu ni wakati huo kwamba chromosomes huongezeka mara mbili na maandalizi ya haraka ya mgawanyiko huanza. RNA inaendelea kuunganishwa, lakini mara moja inachanganya na protini za kromosomu, kuanza uigaji wa DNA.

Interphase ya seli katika sehemu hii hudumu kutoka masaa sita hadi kumi. Kama matokeo, kila chromosome huongezeka mara mbili na tayari ina jozi ya chromatidi za dada, ambazo kisha hutawanyika kwenye miti ya spindle. Katika awamu ya synthetic, centrioles mara mbili, ikiwa, bila shaka, zipo kwenye seli. Katika kipindi hiki, chromosomes inaweza kuonekana chini ya darubini.

Kipindi cha tatu

Kwa maumbile, chromatidi zinafanana kabisa, kwani mmoja wao ni mama, na ya pili inarudiwa kwa kutumia mjumbe RNA.

Mara tu mara mbili kamili ya nyenzo zote za maumbile imetokea, kipindi cha baada ya syntetisk huanza, kabla ya mgawanyiko. Hii inafuatwa na uundaji wa microtubules, ambayo spindle itaunda baadaye, na chromatidi zitapita kwenye miti. Nishati pia huhifadhiwa, kwa sababu wakati wa mitosis awali ya virutubisho hupungua. Muda wa kipindi cha postsynthetic ni mfupi, kwa kawaida huchukua masaa machache tu.

Vituo vya ukaguzi

Wakati wa mchakato, kiini lazima kipite kwenye vituo fulani vya ukaguzi - "alama" muhimu, baada ya hapo hupita kwenye hatua nyingine. Ikiwa kwa sababu fulani kiini hakikuweza kupitisha kituo cha ukaguzi, basi mzunguko mzima wa seli hufungia, na awamu inayofuata haitaanza mpaka matatizo ambayo yaliizuia kupitia kituo cha ukaguzi yatarekebishwa.

Kuna pointi nne kuu, ambazo nyingi ni katika interphase. Kiini hupitisha ukaguzi wa kwanza katika awamu ya presynthetic, wakati uadilifu wa DNA unakaguliwa. Ikiwa kila kitu ni sahihi, basi kipindi cha synthetic huanza. Ndani yake, hatua ya upatanisho ni uthibitisho wa usahihi katika uigaji wa DNA. Sehemu ya ukaguzi katika awamu ya baada ya awali ni hundi ya uharibifu au upungufu katika pointi mbili zilizopita. Awamu hii pia hukagua jinsi urudufishaji na seli zimetokea. Wale ambao hawapiti mtihani huu hawaruhusiwi kushiriki katika mitosis.

Matatizo katika interphase

Usumbufu wa mzunguko wa kawaida wa seli unaweza kusababisha sio tu kushindwa kwa mitosis, lakini pia kwa malezi ya tumors ngumu. Aidha, hii ni moja ya sababu kuu za kuonekana kwao. Kozi ya kawaida ya kila awamu, bila kujali ni fupi kiasi gani, huamua kukamilika kwa mafanikio ya hatua zinazofuata na kutokuwepo kwa matatizo. Seli za tumor zina mabadiliko katika vituo vya ukaguzi vya mzunguko wa seli.

Kwa mfano, katika kiini kilicho na DNA iliyoharibiwa, kipindi cha synthetic cha interphase haifanyiki. Mabadiliko hutokea ambayo husababisha hasara au mabadiliko katika jeni za p53 za protini. Hakuna kizuizi cha mzunguko wa seli kwenye seli, na mitosis huanza kabla ya ratiba. Matokeo ya matatizo hayo ni idadi kubwa ya seli za mutant, ambazo nyingi haziwezi kutumika. Walakini, zile zinazoweza kufanya kazi hutoa seli mbaya, ambazo zinaweza kugawanyika haraka sana kwa sababu ya awamu fupi ya kupumzika au kutokuwepo. Tabia ya interphase inaruhusu tumors mbaya zinazojumuisha seli zinazobadilika kugawanyika haraka sana.

Muda wa awamu

Hebu tutoe mifano michache ya muda gani kipindi cha interphase kinachukua katika maisha ya seli ikilinganishwa na mitosis. Katika epithelium ya utumbo mdogo wa panya wa kawaida, "awamu ya kupumzika" inachukua angalau masaa kumi na mbili, na mitosis yenyewe hudumu kutoka dakika 30 hadi saa. Seli zinazounda mzizi wa maharagwe ya faba hugawanyika kila baada ya saa 25, na awamu ya M (mitosis) hudumu karibu nusu saa.

Je! ni nini interphase kwa maisha ya seli? Hii ni kipindi muhimu zaidi, bila ambayo si tu mitosis, lakini pia maisha ya seli kwa ujumla itakuwa haiwezekani.