Mitoze - vienkārši izskaidrojama!

Kas ir mitoze?

Mitoze apraksta šūnu dalīšanās procesu. Šūnu dalīšanās sākas ar DNS dubultošanos un beidzas ar jaunās šūnas saspiešanu. Tādā veidā no mātes šūnas tiek izveidotas divas identiskas meitas šūnas, kas satur to pašu ģenētisko informāciju. Visas mitozes laikā gan mātes šūnai, gan divām meitas šūnām ir dubultā (diploīds) Hromosomu kopums. Papildus starpfāzei mitoze ir daļa no šūnu cikla un tiek izmantota ķermeņa šūnu, piemēram, ādas šūnu, pavairošanai. Mitozi var iedalīt dažādos posmos, un tā vienmēr notiek vienādi.

Atteikšanās no mitozes

Mitozes uzdevums ir šūnu dalīšanās un tādējādi ķermeņa šūnu pavairošana. Mitozes procesa priekšnoteikums ir iepriekšējā starpfāze, kurā DNS tiek dubultots. Mātes šūna ar dubultu (diploīdu) hromosomu komplektu rada divas identiskas meitas šūnas procesā, kas vienmēr ir vienāds. Tām ir arī divkāršs hromosomu kopums, kas tomēr sastāv tikai no viena hromatīda. Starpfāzē atkal notiek DNS dubultošanās. Tomēr mitoze nenotiek visās mūsu ķermeņa šūnās. Izšķir ķermeņa šūnas un dzimumšūnas, kuras nerada mitoze, bet mejoze. Mejozes rezultāts ir četras meitas šūnas ar vienkāršu (haploīdu) hromosomu komplektu, kas ir gatavas apaugļošanai. Vēl viena īpaša iezīme ir šūnas, kas ir sasniegušas ļoti specializētu formu un pēc tam vairs nedalās. Tie ietver, piemēram, nervu šūnas vai sarkanās asins šūnas. Tomēr mitozei ir ārkārtīgi svarīga loma šūnās, kas ierobežo virsmas, piemēram, ādas šūnas vai virszemes šūnas (epitēlija šūnas) kuņģa-zarnu traktā. Šīs šūnas regulāri jāatjauno, tas ir mitozes uzdevums. Pastāvīgais mitozes process dažādos posmos un vairāki kontroles punkti starpfāzē nodrošina, ka šūnu dalīšanās laikā nenotiek kļūdas.

Lasiet arī: DNS - jums tas būtu jāzina!

Kādas ir mitozes fāzes?

Šūnu ciklu, kas ir atbildīgs par šūnu dalīšanos un tādējādi arī par šūnu reprodukciju, var iedalīt starpfāzēs un mitozēs. Starpfāzē DNS tiek dubultots un šūna ir sagatavota gaidāmajai mitozei. Šī šūnu cikla fāze var būt dažāda garuma un ļoti atšķirīga atkarībā no šūnu veida. Mitoze ir šūnu cikla otrā fāze, un tā ietver ģenētiskā materiāla sadalīšanu un divu identisku meitas šūnu veidošanos no kopējas mātes šūnas. Šo šūnu dalīšanās procesu var sadalīt dažādos posmos, kuros vienmēr notiek raksturīgie procesi. Atkarībā no avota tiek nošķirti četri līdz seši posmi.

Sākumā ir profāze, kurā kondensējas abas hromosomas un rodas arī vārpstas aparāts. Tālāk abas maksimāli kondensētās hromosomas atrodas rindā ekvatoriālajā plaknē, ko raksturo kā metafāzi. Starp šiem diviem posmiem daži autori min prometa fāzi. Pēc tam abas māsas hromatīdas tiek atdalītas anafāzē. Visbeidzot, telofāzē izveidojas jauna kodola membrāna, un hromosomas atkal atslābinās. Dažās grāmatās tā dēvētā citokinēze joprojām tiek uzskatīta par atsevišķu fāzi. Citokinēzes laikā jaunais šūnas ķermenis saraujas, tā rezultātā tiek izveidotas divas identiskas meitas šūnas.

Jūs varētu interesēt arī: Šūnas kodola funkcijas

Kas ir metafāze?

Metafāze ir daļa no mitozes un tādējādi ķermeņa šūnu dalīšanās stadija. Tā ir trešā mitozes fāze un seko prometas fāzei. Pēc tam, kad hromosomas ir kondensējušās un kodola membrāna ir izšķīdusi, dubultā hromosomu kopa ir sakārtota ekvatoriālajā plaknē. Metafāze ir arī vienīgā mitozes fāze, kurā hromosomas ir skaidri redzamas mikroskopā. Tas ir tāpēc, ka DNS šajā šūnu dalīšanās fāzē ir ieguvis viskompaktāko formu. Divas 2-hromatīdās hromosomas tagad atrodas blakus viena otrai šūnas ekvatoriālajā plaknē. Šī plakne ir aptuveni vienādā attālumā no abiem šūnu poliem. Šo stāvokli garantē uzbūvētais vārpstas aparāts, kas turpmākajā mitozes gaitā atdala māsas hromatīdus.

Kas ir anafāze?

Anafāze ir ceturtā mitozes fāze un tādējādi solis ar kodolu šūnu dalīšanos. Pēc tam, kad hromosomas ir kondensējušās un izkārtojušās metafāzē ekvatoriālajā plaknē, seko anafāze. Šajā solī māsas hromatīdus atdala viens no otra ar vārpstas aparātu un pievilina pretējos šūnu polos. Tādējādi faktiskais hromosomu dalījums sākas anafāzē. Tādā veidā no sākotnējās mātes šūnas tiek izveidots joprojām dubults hromosomu kopums ar 2 hromatīdu hromosomu dubultu kopu. Tomēr tagad tas sastāv tikai no divām 1-hromatīdu hromosomām. Pēc anafāzes seko telofāze.

Lasiet arī: Cilvēka hromosomu komplekts

Kas ir telofāze?

Telofāze apraksta mitozes pēdējo soli, kurā tiek dalīta kodolu šūnu ģenētiskā informācija, lai šūnas varētu vairoties. Telofāze seko anafāzei. Māsu hromatīdi ar vārpstas aparāta palīdzību no ekvatoriālās plaknes tika novilkti pretējos šūnu polos. Telofāzē hromosomas katra ir sasniegusi savu šūnu polu, un vārpstas aparāts izšķīst. Tajā pašā laikā no sadalītās kodola membrānas fragmentiem tiek izveidota jauna kodola aploksne. Šim hromosomu sadalījumam tagad seko citokinēze. Šūnas ķermenis šeit sašaurinās tā, ka tiek izveidotas divas neatkarīgas, bet identiskas meitas šūnas.

Jūs varētu interesēt arī: Šūnas kodola funkcijas

Mitozes ilgums

Mitoze ilgst vidēji apmēram stundu, lai varētu runāt par ātru šūnu dalīšanos. Mitozei, salīdzinot ar starpfāzēm, nepieciešams salīdzinoši maz laika. Turklāt, atkarībā no šūnu veida, starpfāze var ilgt no vairākām stundām līdz vairākiem mēnešiem vai pat gadiem. Par to īpaši atbild G1 un G0 fāzes starpfāzē. G1 fāzē tiek ražoti dažādi proteīni un šūnu organoīdi, un G0 fāzē šūna pāriet sava veida miera režīmā. Daudzas šūnas G0 fāzē paliek gadiem vai pat gadu desmitiem.

Kāds ir mitozes ātrums?

Ar mitotiskā ātruma palīdzību var aprakstīt šūnu dalīšanās ātrumu. Tas ļauj izdarīt secinājumus par noteiktu audu reprodukcijas ātrumu. Mitotisko ātrumu nosaka ar mikroskopa palīdzību. Izmantojot noteiktu šūnu skaitu, piemēram, 1000 šūnas, tiek noteikts, cik no tām ir mitotiskā stadijā. Mitotiskais ātrums tiek norādīts procentos, un tāpēc tas ir relatīvs skaitlis. Īpaši bieži atjaunotajam audam ir augsts mitozes līmenis. Tie ietver kaulu smadzenes, ādu (epidermu) un tievās zarnas gļotādu. Kaulu smadzenes ir atbildīgas par asins veidošanos un nepārtraukti ražo jaunas asins šūnas. Arī kuņģa-zarnu trakta āda un gļotāda tiek regulāri atjaunota, tāpēc šeit var atrast arī augstu mitozes līmeni. Tomēr augsts mitozes līmenis var norādīt arī uz ļaundabīgiem audzējiem, kas strauji pieaug. Šīs deģenerētās šūnas izvairās no kontroles punktiem starpfāzē un mitozē un var netraucēti augt. Palielinātu mitozes ātrumu var izmantot arī kā terapeitisku pieeju, jo strauji augoši audzēji ir īpaši jutīgi pret mitozes inhibitoriem un tos var ārstēt ar lielākām atveseļošanās iespējām.

Lasiet vairāk par tēmu: Audzējs - jums tas būtu jāzina!

Kas ir mitozes inhibitori?

Mitozes inhibitori ir vielas, kas kavē mitozes procesu. Mitozes inhibitori novērš kodola dalīšanos un līdz ar to aptur šūnu vairošanos. Šie toksīni tiek izmantoti kā citostatiskie līdzekļi audzēju ārstēšanā. Īpaši limfomas un leikēmija labi reaģē uz šo ķīmijterapijas veidu. Mitozes inhibitora mehānisms sastāv no saistīšanās ar tubulīnu, kas nepieciešams vārpstas aparāta izveidošanai. Tubulīns ir olbaltumviela, no kuras sastāv vārpstas aparāta mikrocaurules. Ja šis proteīns nav pieejams mitozes inhibitora saistīšanās dēļ, vārpstas aparātu nevar uzbūvēt un šūnas kodols nesadalās. Tomēr mitozes inhibitoriem, piemēram, vinka alkaloīdiem vai taksāniem, var būt bīstamas blakusparādības, kas var īpaši sabojāt nervu sistēmu.

Lasiet vairāk par tēmu: Audzējs - jums tas būtu jāzina!

Kāda ir atšķirība starp mitozi un mejozi?

Gan mitoze, gan mejoze ir atbildīgas par galveno sadalījumu, abiem procesiem atšķiras to gaita un rezultāts. Mitoze no mātes šūnas rada divas identiskas meitas šūnas ar dubultu (diploīdu) hromosomu kopumu. Atšķirībā no mejozes ir nepieciešams tikai viens hromosomu dalījums. Kopumā mitozes uzdevums ir sadalīt visu ģenētisko informāciju DNS formā starp divām identiskām šūnām, un tāpēc tā ir būtiska šūnu reprodukcijai. Turpretī mejoze ir svarīga dzimumšūnu veidošanās dzimumaudzēšanai. Tā kā dzimumšūnām ir vienkāršs (haploīds) hromosomu kopums, mejozei nepieciešamas divas kodola dalīšanās. Pirmajā mejozē veidojas dubultā hromosomu kopa. Otrais ekvivalents dalījums tagad atdala māsas hromatīdus viens no otra, tā ka mums kopā ir četras meitas šūnas, katrai no tām ir vienkāršs hromosomu kopums. Tādējādi mitoze un mejoze atšķiras pēc dalīšanās skaita, meitas šūnu skaita un veida, kā arī pēc to ilguma. Mitozes pabeigšana prasa apmēram stundu. Mejoze, savukārt, aizņem daudz ilgāku laiku. Tikai mejozes profilakse vīriešiem ilgst apmēram 24 stundas (spermas veidošanās) un sievietēm no vairākiem gadiem līdz gadu desmitiem (olšūnas veidošanās un nobriešana).

Lasiet arī: Cilvēka hromosomu komplekts

Kas ir starpfāze?

Bez mitozes interfāze ir šūnu cikla otrā daļa. Tas vienmēr atrodas starp divām mitotiskām dalījumiem un tam ir dažādi uzdevumi. Starpfāzes laikā DNS, kas uz pusi samazināts mitozē, atkal tiek dubultots. Turklāt abām meitas šūnām ir vispārējs šūnu pieaugums, un tās ir sagatavotas atjaunotai mitozei. Tāpat kā mitozi, starpfāzi var sadalīt vairākos posmos. Tūlīt pēc mitozes G1 fāze seko starpfāzei. Meitas šūnu dubultā hromosomu kopa sastāv tikai no katras hromatīdas. Šajā fāzē meitas šūnas aug, un tiek ražoti daudzi proteīni un fermenti. Nākamā fāze ir tā sauktā S fāze (sintēzes fāze). Šeit DNS tiek dubultots tā, ka mums joprojām ir dubults hromosomu kopums, kas tagad arī sastāv no diviem hromatīdiem. Starpfāzes pēdējā fāzē, G2 fāzē, abas meitas šūnas atkal aug un sagatavosies gaidāmajai mitozei. Abas meitas šūnas tagad ir izveidojušas jaunas mātes šūnas, kuras var sadalīt mitozē. Starpfāze ilgst vidēji apmēram 18 stundas un tādējādi prasa daudz vairāk laika nekā mitoze (ilgums apmēram viena stunda). Starpfāzē ir svarīgi divi kontrolpunkti, kas atrodas pārejā no G1 fāzes uz S fāzi un no G2 fāzes uz mitozi. Šeit šūnā un jo īpaši ģenētiskajā informācijā tiek pārbaudītas iespējamās kļūdas. Ja tiek atrasta kļūda, tā vispirms tiek izlabota, pirms šūna sadalās. Ja kļūda netiktu atpazīta un novērsta, tā turpinātu vairoties daudzās šūnās, izmantojot mitozi.

Jūs varētu interesēt arī: Hromosomu mutācija