Мітоз - просто пояснений!

Що таке мітоз?

Мітоз описує процес поділу клітин. Ділення клітин починається з подвоєння ДНК і закінчується відщипуванням нової клітини. Таким чином, з материнської клітини створюються дві однакові дочірні клітини, які містять однакову генетичну інформацію. Протягом усього мітозу як материнська клітина, так і дві дочірні клітини мають подвійну (диплоїдний) Набір хромосом. На додаток до інтерфази, мітоз є частиною клітинного циклу і використовується для розмноження клітин організму, таких як клітини шкіри. Мітоз можна розділити на різні стадії і завжди протікає однаково.

Відмова від мітозу

Завданням мітозу є поділ клітин і, таким чином, розмноження клітин тіла. Передумовою процесу мітозу є попередня інтерфаза, в якій ДНК подвоюється. Клітина матері з подвійним (диплоїдним) набором хромосом призводить до двох однакових дочірніх клітин у процесі, який завжди однаковий. Вони також мають подвійний набір хромосом, який, однак, складається лише з однієї хроматиди. Подвоєння ДНК відбувається знову в інтерфазі. Однак мітоз відбувається не у всіх клітинах нашого організму. Розрізняють клітини тіла та статеві клітини, які створюються не мітозом, а мейозом. Результатом мейозу є чотири дочірні клітини з простим (гаплоїдним) набором хромосом, готових до запліднення. Ще однією особливістю є клітини, які досягли вузькоспеціалізованої форми, а потім вже не діляться. До них належать, наприклад, нервові клітини або еритроцити. Однак мітоз відіграє надзвичайно важливу роль у клітинах, які обмежують поверхні, таких як клітини шкіри або поверхневі клітини (епітеліальні клітини) шлунково-кишкового тракту. Ці клітини потрібно регулярно оновлювати, що є роботою мітозу. Постійний процес мітозу на різних стадіях і декілька контрольних точок в інтерфазі гарантують відсутність помилок під час поділу клітини.

Також читайте: ДНК - ви повинні це знати!

Які фази мітозу?

Клітинний цикл, який відповідає за поділ клітин, а отже, і за розмноження клітин, можна розділити на інтерфазу та мітоз. В інтерфазі ДНК подвоюється, і клітина готується до майбутнього мітозу. Ця фаза клітинного циклу може змінюватись за тривалістю і сильно варіюється залежно від типу клітини. Мітоз є другою фазою клітинного циклу і передбачає поділ генетичного матеріалу та утворення двох однакових дочірніх клітин із загальної клітини матері. Цей процес поділу клітин можна розділити на різні стадії, на яких завжди відбуваються характерні процеси. Залежно від джерела розрізняють чотири-шість стадій.

На початку є профаза, в якій дві хромосоми конденсуються і також виникає веретеновий апарат. Далі дві максимально конденсовані хромосоми вишикуються в екваторіальній площині, що описується як метафаза. Між цими двома етапами деякі автори згадують фазу промета. Далі дві сестринські хроматиди відокремлюються в анафазі. Нарешті, в телофазі утворюється нова ядерна мембрана, і хромосоми знову послаблюються. У деяких книгах так званий цитокінез досі розглядається як окрема фаза. Під час цитокінезу нове тіло клітини звужується, так що в підсумку створюються дві однакові дочірні клітини.

Вас також можуть зацікавити: Функції клітинного ядра

Що таке метафаза?

Метафаза є частиною мітозу і, отже, стадією поділу клітин в організмі. Це третя фаза мітозу і слідує за фазою промета. Після конденсації хромосом і розчинення ядерної мембрани подвійний набір хромосом розташовується в екваторіальній площині. Метафаза також є єдиною фазою мітозу, в якій хромосоми добре видно під мікроскопом. Це пов’язано з тим, що ДНК прийняла свою найкомпактнішу форму на цій фазі поділу клітин. Дві 2-хроматидні хромосоми знаходяться поруч одна з одною на екваторіальній площині клітини. Ця площина знаходиться приблизно на однаковій відстані від обох полюсів клітини. Це положення гарантується вбудованим шпиндельним апаратом, який відокремлює побратимські хроматиди одна від одної в подальшому перебігу мітозу.

Що таке анафаза?

Анафаза є четвертою фазою мітозу і, отже, етапом клітинного поділу ядерних клітин. Після того, як хромосоми конденсуються і розташовуються в метафазі в екваторіальній площині, слід анафаза. На цьому кроці сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної веретеновим апаратом і тягнуться до протилежних полюсів клітин. Таким чином, власне поділ хромосом починається в анафазі. Таким чином, з вихідної материнської клітини з подвійним набором з 2 хроматидних хромосом створюється ще подвійний набір хромосом. Однак тепер це складається лише з двох 1-хроматид хромосом. За анафазою слідує телофаза.

Також читайте: Набір хромосом людини

Що таке телофаза?

Телофаза описує останній етап мітозу, при якому генетична інформація ядерних клітин передається для того, щоб дати змогу клітинам розмножуватися. Телофаза слідує за анафазою. Сестринські хроматиди були проведені від екваторіальної площини до протилежних полюсів клітин за допомогою веретенового апарату. У телофазі кожна хромосома досягла свого клітинного полюса, і веретеновий апарат розчиняється. Одночасно з фрагментів розпалася ядерної мембрани утворюється нова ядерна оболонка. Тепер за цим поділом хромосом подальшим кроком слідує цитокінез. Тіло клітини звужується тут, так що створюються дві незалежні, але однакові дочірні клітини.

Вас також можуть зацікавити: Функції клітинного ядра

Тривалість мітозу

Мітоз триває в середньому близько години, так що можна говорити про швидке поділ клітин. Порівняно з інтерфазою, мітоз займає відносно мало часу. Крім того, залежно від типу клітини, інтерфаза може тривати від кількох годин до кількох місяців або навіть років. Особливо відповідальні за це фази G1 та G0 у міжфазі. У фазі G1 утворюються різні білки та клітинні органели, а у фазі G0 клітина переходить у своєрідний режим спокою. Багато клітин залишаються у фазі G0 роками чи навіть десятиліттями.

Яка мітотична норма?

Швидкість поділу клітин можна описати за допомогою мітотичної швидкості. Це дозволяє робити висновки щодо швидкості розмноження певних тканин. Швидкість мітотичності визначають за допомогою мікроскопа. З певною кількістю клітин, наприклад 1000 клітин, визначається, скільки їх знаходиться в мітотичній стадії. Швидкість мітотизму подана у відсотках і, отже, є відносною величиною. Тканина, яка відновлюється особливо часто, має високу мітотичність. Сюди входять кістковий мозок, шкіра (епідерміс) та слизова оболонка тонкої кишки. Кістковий мозок відповідає за утворення крові і постійно виробляє нові клітини крові. Шкіра та слизова оболонка шлунково-кишкового тракту також регулярно оновлюються, так що тут також можна виявити високу мітотичність. Однак високі показники мітозу можуть також свідчити про злоякісні пухлини, що швидко ростуть. Ці дегенеровані клітини уникають контрольних точок в інтерфазі та мітозі і можуть безперешкодно рости. Підвищена швидкість мітозу також може бути використана як терапевтичний підхід, оскільки швидкозростаючі пухлини особливо чутливі до інгібіторів мітозу і можуть лікуватися з більшими шансами на одужання.

Детальніше про тему: Пухлина - ви повинні це знати!

Що таке інгібітори мітозу?

Інгібітори мітозу - це речовини, що пригнічують процес мітозу. Інгібітори мітозу заважають ядру ділитися і, отже, зупиняють розмноження клітин. Ці токсини використовуються як цитостатики при лікуванні пухлини. Лімфоми та лейкемія, зокрема, добре реагують на цю форму хіміотерапії. Механізм інгібітора мітозу складається із зв'язування з тубуліном, який необхідний для побудови веретенового апарату. Тубулін - це білок, з якого складаються мікротрубочки веретенового апарату. Якщо цей білок недоступний через зв'язування інгібітора мітозу, жоден веретеновий апарат не може бути побудований, і ядро ​​клітини не ділиться. Однак інгібітори мітозу, такі як алкалоїди вінка або таксани, можуть мати небезпечні побічні ефекти, які можуть пошкодити нервову систему, зокрема.

Детальніше про тему: Пухлина - ви повинні це знати!

У чому різниця між мітозом та мейозом?

І мітоз, і мейоз відповідають за основні поділи, причому обидва процеси різняться за своїм ходом і результатом. Мітоз створює дві однакові дочірні клітини з подвійним (диплоїдним) набором хромосом з материнської клітини. На відміну від мейозу, необхідний лише один поділ хромосом. В цілому, мітоз має функцію розподілу всієї генетичної інформації у формі ДНК між двома однаковими клітинами, а тому є важливим для розмноження клітин. На відміну від цього, мейоз важливий для утворення статевих клітин для статевого розмноження. Оскільки статеві клітини мають простий (гаплоїдний) набір хромосом, мейоз вимагає двох ядерних поділів. У першому мейозі утворюється подвійний набір хромосом. Другий еквівалентний поділ тепер відокремлює сестринські хроматиди одна від одної, завдяки чому ми маємо в цілому чотири дочірні клітини, кожна з яких має простий набір хромосом. Таким чином, мітоз та мейоз відрізняються за кількістю поділів, за кількістю та типом дочірніх клітин та за їх тривалістю. Мітоз займає близько години. Натомість мейоз займає набагато більше часу. Профаза мейозу лише у чоловіків займає близько 24 годин (утворення сперми) та у жінок - від декількох років до десятиліть (формування та дозрівання яйцеклітини).

Також читайте: Набір хромосом людини

Що таке інтерфаза?

Крім мітозу, інтерфаза є другою частиною клітинного циклу. Він завжди лежить між двома мітотичними відділами і має різні завдання. Під час інтерфази ДНК, зменшена вдвічі при мітозі, знову подвоюється. Крім того, відбувається загальний ріст клітин двох дочірніх клітин, і вони підготовлені до оновленого мітозу. Подібно до мітозу, інтерфазу можна розділити на кілька стадій. Відразу після мітозу фаза G1 слідує за інтерфазою. Подвійний набір хромосом у дочірніх клітинах складається лише з однієї хроматиди. У цій фазі дочірні клітини ростуть і виробляється багато білків та ферментів. Наступною фазою є так звана S-фаза (фаза синтезу). Тут ДНК подвоюється, так що ми все ще маємо подвійний набір хромосом, який тепер також складається з двох хроматид. В останній фазі інтерфази, фазі G2, обидві дочірні клітини знову ростуть і будуть готуватися до майбутнього мітозу. Дві дочірні клітини створили нові материнські клітини, які можна розділити в мітозі. Інтерфаза триває в середньому близько 18 годин і, таким чином, займає набагато більше часу, ніж мітоз (тривалість близько однієї години). У інтерфазі важливі дві контрольні точки, які розташовані при переході від фази G1 до фази S та від фази G2 до мітозу. Тут клітина і, зокрема, генетична інформація перевіряються на можливі помилки. Якщо помилка виявлена, її спочатку виправляють перед поділом комірки. Якби помилку не розпізнали та не усунули, вона продовжувала б розмножуватися в багатьох клітинах за допомогою мітозу.

Вас також можуть зацікавити: Мутація хромосом