Hoe is de verdeling van de kern? Typen kerneldeling

Elke cel begint zijn leven wanneerscheidt zich van het maternale en beëindigt het bestaan, waardoor het de gelegenheid krijgt om naar zijn dochtercellen te verschijnen. De natuur biedt meer dan één manier om hun kern te delen, afhankelijk van hun structuur.

Methoden voor celdeling

De verdeling van de kern hangt af van het type cel:

- Binaire deling (komt voor in prokaryoten).

- Amitosis (directe deling methode).

- Mitose (gevonden in eukaryoten).

- Meiose (ontworpen om geslachtsorganen te delen).

De soorten kernsplijting worden bepaald door de natuur en komen overeen met de structuur van de cel en de functie die het vervult in het macrorganisme of op zichzelf.

Binaire indeling

Meestal komt dit type voor inprokaryote cellen. Het bestaat uit het verdubbelen van het ringmolecuul van DNA. Binaire verdeling van de kern wordt zo genoemd omdat er vanuit de moedercel twee identieke dochter-maten zijn.

Na het genetische materiaal (DNA-molecuulof RNA) wordt dienovereenkomstig bereid, dat is verdubbeld, vanuit de celwand begint een transversaal septum te vormen, dat geleidelijk het celcytoplasma vernauwt en verdeelt in twee ongeveer identieke delen.

Het tweede proces van deling wordt ontluikend genoemd,of ongelijke binaire verdeling. In dit geval verschijnt een uitsteeksel op het celwandsegment, dat geleidelijk groeit. Nadat de grootte van de "nier" en de moedercel gelijk zijn, zullen ze scheiden. Een deel van de celwand wordt opnieuw gesynthetiseerd.

amitosis

Deze verdeling van de kern is vergelijkbaar met die hierboven beschreven, methet verschil is dat er geen duplicatie van genetisch materiaal is. Deze methode werd voor het eerst beschreven door bioloog Remak. Dit verschijnsel doet zich voor bij pathologisch veranderde cellen (tumordegeneratie) en is ook een fysiologische norm voor leverweefsel, kraakbeen en hoornvlies.

Het proces van kerndeling wordt amitosis genoemd, omdatde cel behoudt zijn functie, en ze niet verliezen tijdens de mitose. Dit verklaart de abnormale eigenschappen behorende bij de celdeling. Bovendien directe divisie kern passeert zonder as, zodat de dochtercellen chromatine uniform verdeeld. Hierna kan dergelijke cellen niet de mitotische cyclus. Soms, als gevolg van amitosis gevormd meerkernige cellen.

mitosis

Dit is een indirecte verdeling van de kern. Het wordt meestal gevonden in eukaryote cellen. Het belangrijkste verschil tussen dit proces is dat de dochtercellen en de maternale cel hetzelfde aantal chromosomen bevatten. Dankzij dit onderhoudt het lichaam het vereiste aantal cellen en zijn regeneratie- en groeiprocessen ook mogelijk. De eerste mitose in de dierlijke cel werd beschreven door Flemming.

De werkwijze van de kern te verdelen in dit geval direct gescheiden op interfase en mitose. Interphase - een toestand van de cellen te rusten tussen divisies. Het kan verschillende fasen onderscheiden:

1. Presynthetische periode - de cel groeit, eiwitten en koolhydraten hopen zich op, ATP (adenosine trifosfaat) wordt actief gesynthetiseerd.

2. Synthetische periode - het genetisch materiaal wordt verdubbeld.

3. Post-synthetische periode - celelementen worden verdubbeld, er verschijnen eiwitten, waarvan de splitsingsspindel is samengesteld.

Fasen van mitose

De verdeling van de kern van een eukaryotische cel isHet proces waarvoor de vorming van een extra organel - het centrosoom - noodzakelijk is. Het bevindt zich naast de kern, en de hoofdfunctie ervan is de vorming van een nieuwe organel - de spil van deling. Deze structuur helpt chromosomen gelijkmatig tussen dochtercellen te verdelen.

Er zijn vier fasen van mitose:

1. profase: chromatine in de kern condenseert in chromatiden, die zich in de buurt van de centromeer verzamelen, paarsgewijs chromosomen vormen. De nucleoli ontleden, centriolen divergeren naar de polen van de cel. De spil van deling wordt gevormd.

2. metafase: de chromosomen zijn gerangschikt in een lijn die door het midden van de cel gaat en vormt een metafaseplaat.

3. anafase: De chromatiden van het midden van de cel divergeren naar de polen,en dan is het centromeer verdeeld in twee. Deze beweging is mogelijk door de splijtingsspil, waarvan de filamenten samentrekken en de chromosomen in verschillende richtingen rekken.

4. De lichaamsfase: de kindkernen worden gevormd. Chromatiden veranderen weer in chromatine, de kern vormt, en daarin - nucleoli. Het eindigt met de scheiding van het cytoplasma en de vorming van de celwand.

endomitose

Een toename van genetisch materiaal dat dat niet isHet voorziet in de verdeling van de kern, de zogenaamde endomitose. Het wordt gevonden in de cellen van planten en dieren. In dit geval is er geen vernietiging van het cytoplasma en de nucleus membraan, maar wordt chromatine in chromosomen, en dispiralized.

Dit proces maakt het mogelijk om polyploïde te verkrijgenkernen, waarin het DNA-gehalte wordt verhoogd. Gelijkaardig komt voor in de kolonievormende cellen van het rode beenmerg. Daarnaast zijn er gevallen waarin DNA-moleculen worden verdubbeld en het aantal chromosomen hetzelfde blijft. Ze worden polytheen genoemd en ze kunnen worden gevonden in insectencellen.

Betekenis van mitose

Mitotische verdeling van de kern is een methode om een ​​constante reeks chromosomen te behouden. De dochtercellen hebben dezelfde reeks genen als de moeder en alle inherente eigenschappen ervan. Mitose is noodzakelijk voor:

- groei en ontwikkeling van een meercellig organisme (uit de fusie van geslachtscellen);

- het verplaatsen van cellen van de onderste naar de bovenste laag, evenals het vervangen van bloedcellen (rode bloedcellen, leukocyten, bloedplaatjes);

- herstel van beschadigde weefsels (bij sommige dieren is het vermogen om te regenereren een noodzakelijke voorwaarde voor overleving, bijvoorbeeld bij mariene sterren of hagedissen);

- ongeslachtelijke voortplanting van planten en sommige dieren (ongewervelde dieren).

meiosis

Het mechanisme van het delen van de kernen van kiemcellen een aantalverschilt van somatisch. Dientengevolge produceert het cellen die de helft van de genetische informatie hebben dan hun voorgangers. Dit is nodig om een ​​constant aantal chromosomen in elke cel van het lichaam te behouden.

Meiose vindt plaats in twee fasen:

- reductiestadium;

- een vergelijkingsfase.

De juiste koers van dit proces is mogelijkAlleen in cellen met een even set chromosomen (diploïde, tetraploïde, hexaproïden, enz.). Natuurlijk blijft er de mogelijkheid over van meiose in cellen met een oneven set chromosomen, maar dan zijn de nakomelingen mogelijk niet levensvatbaar.

Het is dit mechanisme dat zorgt voor steriliteit ininterspecifieke huwelijken. Omdat er in de geslachtscellen verschillende sets chromosomen zijn, compliceert dit hun fusie en het uiterlijk van een levensvatbare of vruchtbare nakomelingen.

Eerste divisie van meiose

De naam van fasen herhaalt die in mitose: profase, metafase, anafase, telofase. Maar er zijn een aantal significante verschillen.

1. profase: een dubbele reeks chromosomen ondergaat een reeks transformaties, die door vijf stadia gaan (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinese). Dit alles is te wijten aan conjugatie en crossing-over.

vervoeging Is de benadering van homologe chromosomen. In het leptoteen vormen zich dunne filamenten tussen hen en vervolgens worden de chromosomen in de zygotene in paren verbonden en als een resultaat worden structuren van vier chromatiden verkregen.

crossover - het proces van cross-sharing chromatideplaatsentussen zuster of homologe chromosomen. Dit gebeurt in het stadium pachytene. Chromosoom kruispunten (chiasms) worden gevormd. In een persoon kunnen dergelijke uitwisselingen van vijfendertig tot zesenzestig zijn. Het resultaat van dit proces is de genetische heterogeniteit van het resulterende materiaal, of de variabiliteit van de geslachtscellen.

Wanneer het stadium van diplotenes begint, worden de complexen van de vier chromatiden vernietigd en zijn de zusterchromosomen met elkaar verbonden. Diakinese voltooit de overgang van profase naar metafase.

2. metafase: de chromosomen liggen in de buurt van de evenaar van de cel.

3. anafase: de chromosomen, nog steeds bestaande uit twee chromatiden, divergeren naar de polen van de cel.

4. De telofase: de splijtingsspil wordt vernietigd, resulterend in twee cellen met een haploïde set chromosomen met een verdubbelde hoeveelheid DNA.

De tweede divisie van meiose

Dit proces wordt 'mitose van meiose' genoemd. Op het moment tussen de twee fasen vindt er geen DNA-verdubbeling plaats en in de tweede profase komt de cel binnen met dezelfde reeks chromosomen die hij na telofase heeft verlaten.

1. profase: de chromosomen condenseren, zijn verdeeldcelcentrum (de resten divergeren naar de polen van de cel), de kernomhulling wordt vernietigd en een splijtingsspindel bevindt zich loodrecht op de spil vanaf de eerste verdeling.

2. metafase: de chromosomen bevinden zich op de evenaar, een metafaseplaat wordt gevormd.

3. anafase: de chromosomen zijn verdeeld in chromatiden, die in verschillende richtingen uiteenlopen.

4. De telofase: in de dochtercellen wordt een kern gevormd, de chromatiden worden gedespiraliseerd tot chromatine.

Aan het einde van de tweede fase, van één moedercelWe hebben vier dochterondernemingen met een halve set chromosomen. Als meiose vindt plaats in combinatie met de kiemlijn (dat wil zeggen de vorming van geslachtscellen), de deling zijn sterk ongelijkmatig, en wordt gevormd door een enkele cel met een haploïde set chromosomen en drie vermindering kalf, niet dragen van de benodigde genetische informatie. Ze zijn nodig opdat de eieren en sperma bleef slechts de helft van het genetisch materiaal van de oudercel. Bovendien is deze vorm van nucleaire divisie levert het verschijnen van nieuwe combinaties van genen, evenals zuivere overerving van allelen.

In de protozoa is er een variant van meiose, wanneerer is slechts één divisie in de eerste fase en de tweede is oversteken. Wetenschappers suggereren dat deze vorm een ​​evolutionaire voorloper is van de gebruikelijke meiose van multicellulaire organismen. Misschien zijn er andere manieren om de kern te delen, wat wetenschappers nog niet weten.