1. ให้คำจำกัดความของแนวคิด
อินเตอร์เฟส– ระยะเตรียมการแบ่งไมโทติค เมื่อเกิดการจำลองดีเอ็นเอ
ไมโทซีส- เป็นการแบ่งส่วนซึ่งส่งผลให้มีการกระจายโครโมโซมที่คัดลอกมาอย่างเหมือนกันทุกประการระหว่างเซลล์ลูกสาว ซึ่งรับประกันการก่อตัวของเซลล์ที่เหมือนกันทางพันธุกรรม
วงจรชีวิต - ระยะเวลาของชีวิตของเซลล์ตั้งแต่ช่วงเวลาที่กำเนิดในกระบวนการแบ่งตัวจนกระทั่งตายหรือสิ้นสุดการแบ่งตัวในภายหลัง

2. การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวแตกต่างจากการเติบโตของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อย่างไร?
การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวคือการเพิ่มขนาดและความซับซ้อนของโครงสร้างของเซลล์แต่ละเซลล์และการเติบโตของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ก็เป็นการแบ่งเซลล์ที่ใช้งานอยู่เช่นกัน - การเพิ่มจำนวน

3. เหตุใดเฟสระหว่างเฟสจึงจำเป็นต้องมีอยู่ในวงจรชีวิตของเซลล์?
ในระยะระหว่างเฟส การเตรียมการแบ่งตัวและการทำสำเนาดีเอ็นเอจะเกิดขึ้น หากไม่เกิดขึ้น จำนวนโครโมโซมจะลดลงครึ่งหนึ่งในแต่ละการแบ่งเซลล์ และในไม่ช้าก็จะไม่มีโครโมโซมเหลืออยู่ในเซลล์เลย

4. ทำคลัสเตอร์ "เฟสของไมโทซีส" ให้สมบูรณ์

5. ใช้รูปที่ 52 ใน § 3.4 กรอกตาราง

6. สร้างซิงก์ไวน์สำหรับคำว่า "ไมโทซีส"
ไมโทซีส
สี่เฟสสม่ำเสมอ
แบ่งกระจายบดขยี้
จัดหาสารพันธุกรรมให้กับเซลล์ลูกสาว
การแบ่งเซลล์

7. สร้างความสัมพันธ์ระหว่างระยะของวงจรไมโทติคกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น
เฟส
1. แอนาเฟส
2. เมตาเฟส
3. อินเตอร์เฟส
4. เทโลเฟส
5. คำทำนาย
กิจกรรม
ก. เซลล์เติบโตขึ้น ออร์แกเนลล์ถูกสร้างขึ้น และดีเอ็นเอเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
B. โครมาติดแยกออกและกลายเป็นโครโมโซมอิสระ
B. การเกิดเกลียวของโครโมโซมเริ่มต้นขึ้นและเยื่อหุ้มนิวเคลียสถูกทำลาย
ง. โครโมโซมอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ เส้นใยสปินเดิลติดอยู่กับเซนโทรเมียร์
D. สปินเดิลหายไป เยื่อหุ้มนิวเคลียสก่อตัว โครโมโซมคลายตัว

8. เหตุใดความสมบูรณ์ของไมโทซีสซึ่งเป็นการแบ่งไซโตพลาสซึมจึงเกิดขึ้นแตกต่างกันในเซลล์ของสัตว์และพืช
เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์มีการเยื้อง และเซลล์แบ่งตัวด้วยการหดตัว
ในเซลล์พืช เยื่อหุ้มเซลล์จะก่อตัวในระนาบเส้นศูนย์สูตรภายในเซลล์ และขยายออกไปถึงขอบนอก เพื่อแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน

9. เหตุใดในวงจรไมโทติคจึงใช้เวลานานกว่าการแบ่งตัวมาก?
ในระหว่างเฟสเซลล์จะเตรียมไมโทซีสอย่างเข้มข้นกระบวนการสังเคราะห์จะเกิดขึ้นในเซลล์ DNA จะถูกทำซ้ำเซลล์จะเติบโตผ่าน วงจรชีวิตไม่รวมการแบ่งแยกเอง

10. เลือกคำตอบที่ถูกต้อง
ทดสอบ 1.
จากผลของไมโทซิส เซลล์ดิพลอยด์หนึ่งเซลล์จะผลิต:
4) 2 เซลล์ซ้ำ

ทดสอบ 2.
การแบ่งตัวของเซนโทรเมียร์และความแตกต่างของโครมาทิดกับขั้วของเซลล์เกิดขึ้นใน:
3) แอนาเฟส;

ทดสอบ 3.
วงจรชีวิตคือ:
2) ชีวิตของเซลล์ตั้งแต่การแบ่งจนถึงสิ้นสุดการแบ่งครั้งต่อไปหรือความตาย

ทดสอบ 4.
คำไหนสะกดผิด?
4) เทโลเฟส

11. อธิบายที่มาและ ความหมายทั่วไปคำ (คำศัพท์) ขึ้นอยู่กับความหมายของรากที่ประกอบขึ้น

12. เลือกคำศัพท์และอธิบายว่าเป็นอย่างไร ความหมายที่ทันสมัยสอดคล้องกับความหมายดั้งเดิมของรากของมัน
คำที่เลือกคืออินเตอร์เฟส
การโต้ตอบ คำนี้สอดคล้องและอ้างอิงถึงช่วงเวลาระหว่างระยะไมโทซีส ซึ่งเป็นช่วงที่การเตรียมการสำหรับการแบ่งตัวเกิดขึ้น

13. กำหนดและเขียนแนวคิดหลักของมาตรา 3.4
วงจรชีวิตคือช่วงชีวิตของเซลล์ตั้งแต่การแบ่งตัวจนถึงสิ้นสุดการแบ่งตัวครั้งต่อไปหรือความตาย ระหว่างการแบ่งเซลล์ เซลล์จะเตรียมพร้อมในระหว่างเฟส ในเวลานี้ การสังเคราะห์สารเกิดขึ้น ทำให้ DNA เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
เซลล์แบ่งตามไมโทซิส ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน:
คำทำนาย
เมตาเฟส
แอนาเฟส
เทโลเฟส
วัตถุประสงค์ของการแบ่งเซลล์: เป็นผลให้เซลล์ลูกสาว 2 เซลล์ที่มีชุดยีนเหมือนกันถูกสร้างขึ้นจากเซลล์แม่ 1 เซลล์ ปริมาณของสารพันธุกรรมและโครโมโซมยังคงเท่าเดิม ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรทางพันธุกรรมของเซลล์

หนังสือเรียนสำหรับเกรด 10-11

ส่วนที่ 2 การสืบพันธุ์และการพัฒนาสิ่งมีชีวิต
บทที่ 5 การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

ทุก ๆ วินาทีบนโลก สิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่งเสียชีวิตจากวัยชรา โรคภัยไข้เจ็บ และผู้ล่า และต้องขอบคุณการสืบพันธุ์เท่านั้น ทรัพย์สินสากลของสิ่งมีชีวิตนี้ ชีวิตบนโลกจึงไม่หยุดนิ่ง

อาจดูเหมือนว่ากระบวนการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตนั้นมีความหลากหลายมาก แต่กระบวนการทั้งหมดสามารถลดลงได้เป็นสองรูปแบบ: แบบไม่อาศัยเพศและทางเพศ สิ่งมีชีวิตบางชนิดมีรูปแบบการสืบพันธุ์ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น พืชหลายชนิดสามารถสืบพันธุ์ได้โดยการตัด การแยกชั้น หัว (การขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ) และการเพาะเมล็ด (การขยายพันธุ์แบบอาศัยเพศ)

ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะพัฒนาจากเซลล์เดียว ซึ่งเกิดจากการหลอมรวมของเซลล์เพศสองเซลล์ - ชายและหญิง

พื้นฐานของการสืบพันธุ์และการพัฒนาสิ่งมีชีวิตส่วนบุคคลคือกระบวนการแบ่งเซลล์

§ 20. การแบ่งเซลล์ ไมโทซีส

ความสามารถในการแบ่งตัวเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเซลล์ หากปราศจากการแบ่งแยก ก็เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงการเพิ่มจำนวนสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว การพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนจากไข่ที่ปฏิสนธิเพียงใบเดียว การต่ออายุของเซลล์ เนื้อเยื่อ และแม้แต่อวัยวะที่สูญเสียไปในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิต

การแบ่งเซลล์เกิดขึ้นเป็นระยะ ในแต่ละขั้นตอนของการแบ่งกระบวนการบางอย่างเกิดขึ้น สิ่งเหล่านี้นำไปสู่การเพิ่มสารพันธุกรรมเป็นสองเท่า (การสังเคราะห์ DNA) และการกระจายตัวระหว่างเซลล์ลูกสาว ช่วงอายุของเซลล์จากแผนกหนึ่งไปยังอีกแผนกหนึ่งเรียกว่าวัฏจักรของเซลล์

เตรียมความพร้อมสำหรับการแบ่ง.สิ่งมีชีวิตยูคาริโอตประกอบด้วยเซลล์ที่มีนิวเคลียส เริ่มเตรียมการแบ่งตัวที่ระยะหนึ่งของวัฏจักรเซลล์ในระยะระหว่างเฟส

ในระหว่างเฟสนั้นกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้นในเซลล์และโครโมโซมเป็นสองเท่า ตามโครโมโซมดั้งเดิม จะมีการสังเคราะห์สำเนาที่แน่นอนจากสารประกอบทางเคมีที่มีอยู่ในเซลล์ และโมเลกุล DNA จะเพิ่มเป็นสองเท่า โครโมโซมสองเท่าประกอบด้วยสองซีก - โครมาทิด แต่ละโครมาทิดมีโมเลกุล DNA หนึ่งโมเลกุล

ระยะระหว่างเซลล์พืชและสัตว์ใช้เวลาประมาณ 10-20 ชั่วโมง จากนั้นกระบวนการแบ่งเซลล์ก็เริ่มต้นขึ้น - ไมโทซีส

ในระหว่างไมโทซิส เซลล์จะผ่านขั้นตอนต่างๆ ต่อเนื่องกัน ซึ่งส่งผลให้เซลล์ลูกแต่ละเซลล์ได้รับโครโมโซมชุดเดียวกันกับที่อยู่ในเซลล์แม่

ระยะของไมโทซิสไมโทซีสมีสี่ขั้นตอน: การพยากรณ์, เมตาเฟส, แอนาเฟส และเทโลเฟส รูปที่ 29 แผนผังแสดงความก้าวหน้าของไมโทซีส ในการทำนาย เซนทริโอลจะมองเห็นได้ชัดเจน - การก่อตัวที่ศูนย์กลางเซลล์และมีบทบาทในความแตกต่างของโครโมโซมลูกสาวของสัตว์ (โปรดจำไว้ว่า พืชบางชนิดเท่านั้นที่มีเซนทริโอลอยู่ในศูนย์กลางเซลล์ ซึ่งทำหน้าที่จัดระเบียบการแยกโครโมโซม) เราจะพิจารณาการแบ่งเซลล์โดยใช้ตัวอย่างของเซลล์สัตว์ เนื่องจากการมีอยู่ของเซนทริโอลทำให้กระบวนการแยกโครโมโซมมองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น เซนทริโอลจะเคลื่อนที่เป็นสองเท่าและเคลื่อนไปยังขั้วต่างๆ ของเซลล์ ไมโครทูบูลขยายออกมาจากเซนทริโอล ก่อตัวเป็นเส้นใยของสปินเดิล ซึ่งควบคุมความแตกต่างของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ที่กำลังแบ่ง

ข้าว. 29. โครงการไมโทซีส

ในตอนท้ายของการทำนาย เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะสลายตัว นิวเคลียสค่อยๆ หายไป โครโมโซมหมุนวน และส่งผลให้สั้นลงและหนาขึ้น และสามารถสังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง มองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในระยะต่อไปของไมโทซีส - เมตาเฟส

ในเมตาเฟส โครโมโซมจะอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ เห็นได้ชัดว่าแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวมีการหดตัว - เซนโทรเมียร์ โครโมโซมติดอยู่กับเส้นใยสปินเดิลโดยเซ็นโทรเมียร์ หลังจากการแบ่งเซนโทรเมียร์ แต่ละโครมาทิดจะกลายเป็นโครโมโซมลูกสาวที่เป็นอิสระ

จากนั้นมาถึงขั้นตอนต่อไปของไมโทซีส - แอนาเฟส ซึ่งในระหว่างนั้นโครโมโซมลูกสาว (โครมาทิดของโครโมโซมหนึ่ง) จะแยกออกจากขั้วต่าง ๆ ของเซลล์

ขั้นต่อไปของการแบ่งเซลล์คือเทโลเฟส มันเริ่มต้นหลังจากที่โครโมโซมลูกสาวซึ่งประกอบด้วยโครมาทิดหนึ่งถึงขั้วของเซลล์ ในระยะนี้ โครโมโซมจะหมดลมหายใจอีกครั้งและมีลักษณะเหมือนเดิมก่อนที่จะเริ่มการแบ่งเซลล์ในระยะระหว่างเฟส (เส้นไหมยาวบาง) เปลือกนิวเคลียร์ปรากฏขึ้นรอบตัวพวกเขา และนิวเคลียสถูกสร้างขึ้นในนิวเคลียสซึ่งมีการสังเคราะห์ไรโบโซม ในระหว่างกระบวนการแบ่งไซโตพลาสซึม ออร์แกเนลทั้งหมด (ไมโตคอนเดรีย, กอลจิคอมเพล็กซ์, ไรโบโซม ฯลฯ ) จะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาวไม่มากก็น้อย

ดังนั้น ผลของไมโทซีส เซลล์หนึ่งจึงกลายเป็นสองเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์มีจำนวนและรูปร่างของโครโมโซมที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภท และด้วยเหตุนี้จึงมีปริมาณ DNA ที่คงที่

กระบวนการไมโทซีสทั้งหมดใช้เวลาโดยเฉลี่ย 1-2 ชั่วโมง ระยะเวลาจะแตกต่างกันไปเล็กน้อย ประเภทต่างๆเซลล์ มันขึ้นอยู่กับเงื่อนไขด้วย สภาพแวดล้อมภายนอก(อุณหภูมิ สภาพแสง และตัวบ่งชี้อื่นๆ)

ความสำคัญทางชีวภาพของไมโทซีสคือทำให้จำนวนโครโมโซมในเซลล์ทั้งหมดของร่างกายมีความสม่ำเสมอ ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ DNA ของโครโมโซมของเซลล์แม่จะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันอย่างเคร่งครัดระหว่างเซลล์ลูกสาวสองคนที่เกิดขึ้นจากเซลล์นั้น ผลจากการแบ่งเซลล์ เซลล์ลูกสาวทั้งหมดได้รับข้อมูลทางพันธุกรรมที่เหมือนกัน

1. การเปลี่ยนแปลงอะไรในเซลล์ที่เกิดขึ้นก่อนการแบ่งเซลล์?
2. แกนหมุนเกิดขึ้นเมื่อใด? บทบาทของเขาคืออะไร?
3. อธิบายระยะของไมโทซีสและอธิบายสั้นๆ ว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
4. โครมาทิดคืออะไร? เมื่อไหร่จะกลายเป็นโครโมโซม?
5. เซนโทรเมียร์คืออะไร? มันมีบทบาทอย่างไรในไมโทซิส?
6. ความสำคัญทางชีวภาพของไมโทซีสคืออะไร?

โปรดจำไว้ว่าจากหลักสูตรพฤกษศาสตร์ สัตววิทยา กายวิภาคศาสตร์ สรีรวิทยา และสุขอนามัยของมนุษย์ การสืบพันธุ์เกิดขึ้นได้อย่างไรในโลกอินทรีย์

เฟสและวิธีการแบ่งเซลล์แบบต่างๆ การแบ่งมีสองวิธี: 1) การแบ่งแบบสมบูรณ์ที่พบบ่อยที่สุดคือการแบ่งไมโทซีส (การแบ่งทางอ้อม) และ 2) อะไมโทซิส (การแบ่งโดยตรง) ในระหว่างการแบ่งไมโทติค ไซโตพลาสซึมจะถูกจัดเรียงใหม่ เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะถูกทำลาย และโครโมโซมจะถูกเปิดเผย ในชีวิตของเซลล์ จะมีช่วงเวลาของไมโทซีสเองและมีช่วงเวลาระหว่างการแบ่งส่วน ซึ่งเรียกว่าเฟสระหว่างเฟส อย่างไรก็ตามระยะเวลาของเฟสระหว่างเฟส (เซลล์ที่ไม่แบ่ง) อาจแตกต่างกันไปตามธรรมชาติ ในบางกรณี ในระหว่างเฟส เซลล์จะทำงานและในเวลาเดียวกันก็เตรียมการสำหรับการแบ่งตัวถัดไป ในกรณีอื่นๆ เซลล์จะเข้าสู่เฟสหรือฟังก์ชัน แต่ไม่พร้อมที่จะแบ่งอีกต่อไป เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อน จึงมีหลายกลุ่มเซลล์ที่สูญเสียความสามารถในการแบ่งตัว ซึ่งรวมถึงเซลล์ประสาท เป็นต้น การเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นในเฟส เพื่อจินตนาการถึงคุณสมบัติหลักของกระบวนการนี้ ให้นึกถึงโครงสร้างของนิวเคลียสของเซลล์

หน่วยโครงสร้างหลักของนิวเคลียสคือโครโมโซมซึ่งประกอบด้วย DNA และโปรตีน ในนิวเคลียสของเซลล์ที่ไม่มีการแบ่งตัวที่มีชีวิตตามกฎแล้วโครโมโซมแต่ละตัวจะแยกไม่ออก แต่โครมาตินส่วนใหญ่ซึ่งพบได้ในการเตรียมการย้อมสีในรูปแบบของเส้นด้ายบาง ๆ หรือเม็ดขนาดต่าง ๆ นั้นสอดคล้องกับโครโมโซม ในบางเซลล์ โครโมโซมแต่ละตัวจะมองเห็นได้ชัดเจนในนิวเคลียสระหว่างเฟส ตัวอย่างเช่น ในเซลล์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วของไข่ที่ปฏิสนธิและนิวเคลียสของโปรโตซัวบางชนิด ในช่วงชีวิตต่างๆ ของเซลล์ โครโมโซมจะมีการเปลี่ยนแปลงแบบวงจรซึ่งสามารถติดตามจากแผนกหนึ่งไปยังอีกแผนกหนึ่งได้

โครโมโซมในระหว่างไมโทซิสนั้นเป็นร่างกายที่มีความหนาแน่นยาวออกไปตามความยาวที่สามารถแยกแยะสองเส้นได้ - โครมาทิดที่มี DNA ซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มโครโมโซมเป็นสองเท่า โครโมโซมแต่ละตัวมีการตีบปฐมภูมิหรือเซนโทรเมียร์ ส่วนที่แคบของโครโมโซมนี้สามารถอยู่ตรงกลางหรือใกล้กับปลายด้านใดด้านหนึ่งก็ได้ แต่สำหรับโครโมโซมแต่ละอัน ตำแหน่งนั้นจะคงที่อย่างเคร่งครัด ในระหว่างไมโทซิส โครโมโซมและโครมาทิดจะเป็นเกลียวเกลียวที่ขดแน่น (สถานะขดหรือควบแน่น) ในนิวเคลียสระหว่างเฟส โครโมโซมจะยาวขึ้นมาก กล่าวคือ หายใจไม่ออก ทำให้แยกแยะได้ยาก ดังนั้น วงจรของการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมจึงประกอบด้วยเกลียว เมื่อพวกมันสั้นลง ข้นขึ้น และแยกแยะได้ชัดเจน และหมดลมหายใจ เมื่อมันยืดออกอย่างมาก พันกัน และจากนั้นก็เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะแต่ละอันแยกจากกัน การทำให้เป็นเกลียวและการทำให้เป็นเกลียวนั้นสัมพันธ์กับกิจกรรมของ DNA เนื่องจากมันจะทำงานในสภาวะที่ไม่ทำให้เป็นเกลียวเท่านั้น การออกข้อมูลการก่อตัวของ RNA บน DNA ในสถานะเกลียวเช่นระหว่างไมโทซิสจะหยุดลง

ความจริงที่ว่าโครโมโซมมีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ที่ไม่แบ่งตัวนั้นยังได้รับการพิสูจน์โดยความคงตัวของปริมาณ DNA จำนวนโครโมโซม และการรักษาความเป็นเอกเทศของพวกมันจากการแบ่งตัวไปยังการแบ่งตัว

การเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งเซลล์- ในระหว่างเฟส มีกระบวนการหลายอย่างที่ทำให้เกิดการแบ่งเซลล์ เรามาตั้งชื่อสิ่งที่สำคัญที่สุด: 1) เซนทริโอลเป็นสองเท่า 2) โครโมโซมเป็นสองเท่าเช่น ปริมาณของ DNA และโครโมโซมโปรตีน 3) โปรตีนที่สร้างแกนอะโครมาตินถูกสังเคราะห์ 4) พลังงานถูกสะสมในรูปของ ATP ซึ่งถูกใช้ไปในระหว่างการแบ่ง 5) การเติบโตของเซลล์สิ้นสุดลง

การสังเคราะห์ DNA และการทำสำเนาโครโมโซมมีความสำคัญอันดับแรกในการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งเซลล์

การทำสำเนาโครโมโซมมีความเกี่ยวข้องหลักกับการสังเคราะห์ DNA และการสังเคราะห์โปรตีนโครโมโซมพร้อมกัน กระบวนการสองเท่าใช้เวลา 6-10 ชั่วโมงและตรงบริเวณตรงกลางของเฟส การทำสำเนาโครโมโซมดำเนินไปในลักษณะที่ DNA แต่ละสายเก่าสร้างสายที่สองขึ้นมา กระบวนการนี้ได้รับคำสั่งอย่างเคร่งครัด และเริ่มต้นจากหลายจุด กระจายไปตามโครโมโซมทั้งหมด

ไมโทซีส ระยะของไมโทซิส

ไมโทซิสเป็นวิธีการสากลในการแบ่งเซลล์ในพืชและสัตว์ โดยมีสาระสำคัญหลักคือการกระจายโครโมโซมที่ซ้ำกันอย่างแม่นยำระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสองที่เกิดขึ้น ดังที่เราเห็นการเตรียมเซลล์สำหรับการแบ่งนั้นเป็นส่วนสำคัญของเฟสและไมโทซิสจะเริ่มต้นก็ต่อเมื่อการเตรียมในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการทั้งหมดแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน ในช่วงแรก - การทำนาย - เซนทริโอลแบ่งและเริ่มแยกไปในทิศทางตรงกันข้าม รอบๆ พวกมันมีเส้นใยไม่มีสีเกิดขึ้นจากไซโตพลาสซึม ซึ่งเมื่อรวมกับเซนทริโอลแล้วจะกลายเป็นแกนหมุนไม่มีสี เมื่อการเคลื่อนตัวของเซนทริโอลสิ้นสุดลง ทั้งเซลล์จะกลายเป็นขั้ว เซนทริโอลทั้งสองจะอยู่ที่ขั้วตรงข้ามกัน และระนาบตรงกลางสามารถเรียกว่าเส้นศูนย์สูตรได้ เส้นใยของสปินเดิลอะโครมาตินมาบรรจบกันที่เซนทริโอลและตั้งอยู่อย่างกว้างขวางที่เส้นศูนย์สูตร ซึ่งมีรูปร่างคล้ายสปินเดิล พร้อมกับการก่อตัวของแกนหมุนในไซโตพลาสซึมนิวเคลียสเริ่มบวมและมองเห็นลูกบอลที่มีความหนา - โครโมโซมได้ชัดเจน ในระหว่างการทำนาย โครโมโซมจะหมุนวนซึ่งจะสั้นลงและหนาขึ้น การพยากรณ์จบลงด้วยการละลายของเยื่อหุ้มนิวเคลียส และโครโมโซมจะอยู่ในไซโตพลาสซึม ในเวลานี้เห็นได้ชัดว่าโครโมโซมทั้งหมดมีสองเท่าแล้ว

จากนั้นมาถึงระยะที่สอง - เมตาเฟส โครโมโซมซึ่งเริ่มแรกจัดเรียงแบบสุ่มจะเริ่มเคลื่อนไปทางเส้นศูนย์สูตร โดยปกติแล้วทั้งหมดจะอยู่ในระนาบเดียวกันโดยมีระยะห่างจากเซนทริโอลเท่ากัน ในเวลานี้ เกลียวสปินเดิลส่วนหนึ่งติดอยู่กับโครโมโซม ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งยังคงยืดอย่างต่อเนื่องจากเซนทริโอลหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่ง - สิ่งเหล่านี้คือเกลียวรองรับ การยึดเกาะหรือโครโมโซม เกลียวจะติดอยู่กับเซนโทรเมียร์ (การหดตัวเบื้องต้นของโครโมโซม) แต่ต้องจำไว้ว่าทั้งโครโมโซมและเซนโทรเมียร์นั้นมีสองเท่าอยู่แล้ว การดึงด้ายออกจากขั้วจะติดอยู่กับโครโมโซมที่อยู่ใกล้กับพวกมันมากขึ้น มีการหยุดชั่วคราวสั้นๆ นี่คือส่วนกลางของไมโทซีส หลังจากนั้นระยะที่สามจะเริ่มต้นขึ้น - แอนาเฟส

ในระหว่างแอนนาเฟส เส้นใยสปินเดิลจะเริ่มหดตัว และดึงโครโมโซมไปยังขั้วต่างๆ ในกรณีนี้โครโมโซมจะทำงานแบบพาสซีฟโดยโค้งงอเหมือนปิ่นปักผมเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยเซนโทรเมียร์โดยที่พวกมันถูกดึงด้วยเกลียวแกนหมุน ที่จุดเริ่มต้นของแอนาเฟส ความหนืดของไซโตพลาสซึมจะลดลง ซึ่งมีส่วนทำให้โครโมโซมเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว

ด้วยเหตุนี้ เกลียวสปินเดิลจึงรับประกันความแตกต่างของโครโมโซม (เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในเฟสระหว่างเฟส) ไปยังขั้วต่างๆ ของเซลล์อย่างแม่นยำ

ไมโทซีสจะจบลงด้วยระยะสุดท้าย - เทโลเฟส โครโมโซมที่เข้าใกล้ขั้วจะพันกันอย่างใกล้ชิด ในเวลาเดียวกันการยืดตัว (despiralization) เริ่มต้นขึ้นและไม่สามารถแยกแยะโครโมโซมแต่ละตัวได้ เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะค่อยๆก่อตัวขึ้นจากไซโตพลาสซึมนิวเคลียสจะพองตัวนิวเคลียสจะปรากฏขึ้นและโครงสร้างก่อนหน้าของนิวเคลียสระหว่างเฟสจะถูกฟื้นฟู

ในตอนท้ายของแอนาเฟสหรือที่จุดเริ่มต้นของเทโลเฟส การแบ่งไซโตพลาสซึมจะเริ่มขึ้น ในเซลล์สัตว์ มีการรัดที่ด้านนอกในรูปแบบของวงแหวนซึ่งเมื่อลึกลงไปจะแบ่งเซลล์ออกเป็นสองเซลล์ที่เล็กกว่า ในพืช เยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมเกิดขึ้นตรงกลางเซลล์และแพร่กระจายไปยังบริเวณรอบนอก โดยแบ่งเซลล์ออกเป็นครึ่งหนึ่ง หลังจากการก่อตัวของพลาสมาเมมเบรน เยื่อหุ้มเซลลูโลสจะปรากฏในเซลล์พืช ดังนั้นระหว่างการแบ่งเซลล์ การมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันรับทั้งนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม นิวเคลียสมีโครงสร้างเซลล์ที่เป็นเอกลักษณ์ - โครโมโซมและแกนหมุนอะโครมาตินที่สร้างขึ้นจากไซโตพลาสซึมทำให้มั่นใจได้ว่ามีการกระจายที่ถูกต้องและเท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสอง

ระยะเวลาของไมโทซิสและเฟส

ไมโทซีสเป็นช่วงชีวิตที่ค่อนข้างสั้นของเซลล์ โดยระยะระหว่างเฟสจะคงอยู่นานกว่ามาก ดังที่เห็นได้จากตาราง

ในเซลล์ที่มีการสืบพันธุ์อย่างรวดเร็ว ไมโทซิสสามารถอยู่ได้เพียงไม่กี่นาที ดังนั้นระยะเวลาของไมโทซีสจึงแตกต่างกันไปจากหลายนาทีถึง 2-3 ชั่วโมง ระยะระหว่างกันมีระยะเวลาตั้งแต่ 8-10 ชั่วโมงไปจนถึงหลายวัน

ความเร็วของแต่ละเฟสของไมโทซิสเกิดขึ้นก็แตกต่างกันเช่นกัน

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

การแบ่งเซลล์แบบไมโทติค การจัดระเบียบทั่วไปของไมโทซีส

ดังที่สมมุติ ทฤษฎีเซลล์การเพิ่มจำนวนเซลล์เกิดขึ้นเพียงเพราะการแบ่งเซลล์ดั้งเดิมซึ่งก่อนหน้านี้มีสารพันธุกรรมเพิ่มขึ้นสองเท่า นี่คือเหตุการณ์หลักในชีวิตของเซลล์ กล่าวคือ ความสมบูรณ์ของการสืบพันธุ์ในแบบของมันเอง ชีวิต "ระยะระหว่างเฟส" ทั้งหมดของเซลล์มุ่งเป้าไปที่การดำเนินการตามวัฏจักรของเซลล์โดยสมบูรณ์ ซึ่งลงท้ายด้วยการแบ่งเซลล์ การแบ่งเซลล์นั้นเป็นกระบวนการที่ไม่สุ่ม ซึ่งมีการกำหนดทางพันธุกรรมอย่างเคร่งครัด โดยที่เหตุการณ์ทั้งลูกโซ่ถูกสร้างขึ้นตามลำดับ

การแบ่งเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการควบแน่นของโครโมโซมที่ซ้ำกัน (จำลอง) ซึ่งอยู่ในรูปแบบของโครงสร้างเส้นใยที่มีความหนาแน่น โครโมโซมแบบเส้นใยเหล่านี้ถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์ลูกสาวโดยโครงสร้างพิเศษ - แกนหมุน การแบ่งเซลล์ยูคาริโอตประเภทนี้ - ไมโทซิส (จากไมโตสกรีก - เธรด) หรือคาริโอไคเนซิสหรือการแบ่งทางอ้อม - เป็นวิธีเดียวที่สมบูรณ์แบบในการเพิ่มจำนวนเซลล์ การแบ่งเซลล์โดยตรงหรืออะไมโทซีสได้รับการอธิบายอย่างน่าเชื่อถือเฉพาะในระหว่างการแบ่งโพลีพลอยด์มาโครนิวเคลียสของซิเลียตเท่านั้น

การแบ่งเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมดสัมพันธ์กับการก่อตัวของเครื่องมือแบ่งเซลล์แบบพิเศษ ในระหว่างการทำซ้ำเซลล์ มีเหตุการณ์สองเหตุการณ์เกิดขึ้น: ความแตกต่างของโครโมโซมที่ถูกจำลองแบบและการแบ่งตัวของเซลล์, การตัดเซลล์ ส่วนแรกของเหตุการณ์ในยูคาริโอตดำเนินการโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าสปินเดิลการแบ่งซึ่งประกอบด้วยไมโครทูบูลและส่วนที่สองเกิดขึ้นเนื่องจากการมีส่วนร่วมของสารประกอบเชิงซ้อนของแอคโตโยซินทำให้เกิดการก่อตัวของการหดตัวในเซลล์ต้นกำเนิดของสัตว์หรือเนื่องจาก การมีส่วนร่วมของไมโครทูบูลและเส้นใยแอกตินในการก่อตัวของแฟรกโมพลาสต์ ซึ่งเป็นพาร์ติชันเซลล์ปฐมภูมิในเซลล์พืช

โครงสร้างสองประเภทมีส่วนร่วมในการก่อตัวของสปินเดิลการแบ่งตัวในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด: ตัวขั้วของสปินเดิล (ขั้ว) และไคเนโตชอร์ของโครโมโซม วัตถุขั้วโลกหรือเซนโตรโซมเป็นศูนย์กลางขององค์กร (หรือนิวเคลียส) ของไมโครทูบูล ไมโครทูบูลเติบโตจากพวกมันโดยมีปลาย “+” ก่อตัวเป็นกลุ่มก้อนที่ทอดยาวไปทางโครโมโซม ในเซลล์สัตว์ เซนโทรโซมก็รวมถึงเซนทริโอลด้วย แต่ยูคาริโอตจำนวนมากไม่มีเซนทริโอล และมีศูนย์การจัดระเบียบไมโครทูบูลอยู่ในรูปแบบของโซนอสัณฐานที่ไม่มีโครงสร้าง ซึ่งมีไมโครทูบูลจำนวนมากขยายออกไป ตามกฎแล้ว การจัดระบบการแบ่งตัวนั้นเกี่ยวข้องกับเซนโตรโซมสองตัวหรือวัตถุขั้วสองอันซึ่งตั้งอยู่ที่ปลายตรงข้ามของวัตถุที่มีรูปทรงแกนหมุนที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยไมโครทูบูล โครงสร้างที่สองซึ่งเป็นลักษณะของการแบ่งเซลล์แบบไมโทติคที่เชื่อมต่อไมโครทูบูลแบบสปินเดิลกับโครโมโซมคือไคเนโตชอร์ มันคือไคเนโตชอร์ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับไมโครทูบูลซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์

ไมโทซีสยูคาริโอตประเภทต่างๆ

การแบ่งเซลล์ของสัตว์และพืชที่อธิบายไว้ข้างต้นไม่ใช่การแบ่งเซลล์ทางอ้อมรูปแบบเดียวเท่านั้น ไมโทซีสชนิดที่ง่ายที่สุดคือ เยื่อหุ้มปอดอักเสบ . มันชวนให้นึกถึงฟิชชันแบบไบนารีของเซลล์โปรคาริโอตในระดับหนึ่งซึ่งนิวเคลียสหลังจากการจำลองแบบยังคงเกี่ยวข้องกับพลาสมาเมมเบรนซึ่งเริ่มเติบโตระหว่างจุดที่จับกับ DNA และด้วยเหตุนี้จึงกระจายโครโมโซมไปยังส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ หลังจากนี้ เมื่อเซลล์เกิดการหดตัว โมเลกุล DNA แต่ละโมเลกุลจะจบลงในเซลล์ใหม่ที่แยกจากกัน

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วลักษณะของการแบ่งเซลล์ยูคาริโอตคือการก่อตัวของแกนหมุนที่สร้างจากไมโครทูบูล ในภาวะเยื่อหุ้มปอดอักเสบแบบปิด (เรียกว่าปิดเนื่องจากความแตกต่างของโครโมโซมเกิดขึ้นโดยไม่มีการหยุดชะงักของเยื่อหุ้มนิวเคลียส) ไม่ใช่เซนทริโอล แต่มีโครงสร้างอื่นๆ ที่ด้านในของเยื่อหุ้มนิวเคลียส มีส่วนร่วมในฐานะศูนย์จัดระเบียบไมโครทูบูล (MTOCs) สิ่งเหล่านี้เรียกว่าวัตถุขั้วโลกที่มีสัณฐานวิทยาไม่แน่นอน ซึ่งไมโครทูบูลขยายออกไป มีร่างกายสองอย่างนี้พวกมันแยกออกจากกันโดยไม่สูญเสียการเชื่อมต่อกับเปลือกนิวเคลียร์และด้วยเหตุนี้จึงมีการสร้างแกนครึ่งสองแกนที่เกี่ยวข้องกับโครโมโซม กระบวนการทั้งหมดของการก่อตัวของอุปกรณ์ไมโทติคและความแตกต่างของโครโมโซมเกิดขึ้นในกรณีนี้ภายใต้เปลือกนิวเคลียร์ ไมโทซิสประเภทนี้เกิดขึ้นในหมู่โปรโตซัว โดยแพร่หลายในเชื้อรา (ไคไตรด์, ไซโกไมซีต, ยีสต์, โอไมซีต, แอสโคไมซีต, ไมกโซไมซีต ฯลฯ) มีรูปแบบของเยื่อหุ้มปอดอักเสบแบบกึ่งปิดเมื่อเมมเบรนนิวเคลียร์ถูกทำลายที่ขั้วของแกนหมุนที่เกิดขึ้น

ไมโทซีสอีกรูปแบบหนึ่งก็คือ ออร์โธมิโทซิส ในกรณีนี้ COMMT จะอยู่ในไซโตพลาสซึมและจากจุดเริ่มต้นจะเกิดการก่อตัวของไม่ใช่ครึ่งสปินเดิล แต่เป็นสปินเดิลแบบไบโพลาร์ orthomitosis มีสามรูปแบบ: เปิด(ไมโทซีสธรรมดา) กึ่งปิดและ ปิด.ในออร์โธมิโทซิสแบบกึ่งปิด แกนหมุนแบบบิสมมาตรจะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ COMMT ที่อยู่ในไซโตพลาสซึม เปลือกนิวเคลียร์จะถูกเก็บรักษาไว้ตลอดไมโทซีส ยกเว้นโซนขั้วโลก มวลของวัสดุที่เป็นเม็ดหรือแม้แต่เซนทริโอลสามารถพบได้ที่นี่ในชื่อ COMMT ไมโทซีสรูปแบบนี้พบได้ในสาหร่ายสีเขียว สาหร่ายเกรการินา สาหร่ายสีน้ำตาลและแดง และในเชื้อราชั้นล่างบางชนิด ด้วย orthomitosis แบบปิด ซองจดหมายนิวเคลียร์จะถูกเก็บรักษาไว้อย่างสมบูรณ์ภายใต้แกนหมุนที่แท้จริงที่ถูกสร้างขึ้น ไมโครทูบูลก่อตัวขึ้นในคาริโอพลาสซึม โดยมักเติบโตน้อยกว่าจาก COMMT ในนิวเคลียร์ ซึ่งไม่เกี่ยวข้อง (ต่างจากเยื่อหุ้มปอดอักเสบ) กับเยื่อหุ้มนิวเคลียส ไมโทซิสประเภทนี้เป็นลักษณะของการแบ่งไมโครนิวเคลียสของซิเลียต แต่ยังพบในโปรโตซัวชนิดอื่นด้วย ในภาวะออร์โธมิโทซิสแบบเปิด เปลือกนิวเคลียร์จะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ การแบ่งเซลล์ประเภทนี้เป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตในสัตว์ โปรโตซัวบางชนิด และเซลล์ของพืชชั้นสูง ในทางกลับกัน ไมโทซีสรูปแบบนี้จะแสดงด้วยประเภทแอสทรัลและแอนทรัล

จากการพิจารณาโดยย่อนี้ ย่อมเห็นได้ชัดเจนว่า คุณสมบัติหลักไมโทซีสโดยทั่วไปคือการเกิดขึ้นของโครงสร้างแกนหมุนที่เกิดขึ้นโดยเชื่อมโยงกับ CTOM ของโครงสร้างต่างๆ

สัณฐานวิทยาของรูปไมโทติค

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เครื่องมือไมโทติสได้รับการศึกษาอย่างละเอียดที่สุดในเซลล์ของพืชและสัตว์ชั้นสูง แสดงออกได้ดีเป็นพิเศษในระยะเมตาเฟสของไมโทซีส ในเซลล์ที่มีชีวิตหรือเซลล์ตายตัวในเมตาเฟส โครโมโซมจะอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ ซึ่งโครโมโซมที่เรียกว่าจะขยายไปในทิศทางตรงกันข้าม เกลียวสปินเดิลมาบรรจบกันที่ขั้วสองขั้วที่แตกต่างกันของรูปไมโทติค ดังนั้นไมโทติสสปินเดิลจึงเป็นกลุ่มของโครโมโซม ขั้วและเส้นใย เส้นใยสปินเดิลเป็นไมโครทูบูลเดี่ยวหรือเป็นกลุ่มไมโครทูบูล Microtubules เริ่มต้นจากขั้วแกนหมุนและบางส่วนไปที่ centromeres ซึ่งเป็นที่ตั้งของ kinetochores ของโครโมโซม (kinetochore microtubules) บางส่วนผ่านไปอีกไปยังขั้วตรงข้าม แต่ไปไม่ถึง - "interpolar microtubules" นอกจากนี้ กลุ่มของไมโครทูบูลแบบเรเดียลยื่นออกมาจากขั้ว ก่อตัวเป็น "แสงเรืองแสง" รอบตัวพวกมัน - สิ่งเหล่านี้คือไมโครทูบูลบนดาว

ตามสัณฐานวิทยาทั่วไป ตัวเลขไมโทติคแบ่งออกเป็นสองประเภท: ดวงดาวและทวารหนัก

ประเภทของแกนหมุนของดวงดาว (หรือลู่เข้า) มีลักษณะเฉพาะคือขั้วของมันถูกแสดงด้วยโซนเล็ก ๆ ที่ไมโครทูบูลมาบรรจบกัน (มาบรรจบกัน) โดยทั่วไปแล้ว เซนโทรโซมที่มีเซนทริโอลจะอยู่ที่ขั้วของแกนหมุนของดาว แม้ว่าจะทราบกรณีของไมโทสบนดวงดาวจากศูนย์กลาง (ระหว่างไมโอซิสของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด) นอกจากนี้ microtubules ในแนวรัศมีจะแยกออกจากขั้วซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแกนหมุน แต่ก่อตัวเป็นโซนของสเตเลท - ไซเทสเตอร์ โดยทั่วไปแล้ว ไมโทติสสปินเดิลประเภทนี้ค่อนข้างจะมีลักษณะคล้ายกับดัมเบล

ไมโทติคประเภททวารหนักไม่มีไซเทสเตอร์ที่ขั้ว บริเวณขั้วของสปินเดิลกว้างที่นี่ เรียกว่าขั้วแคป และไม่รวมเซนทริโอล เส้นใยแกนหมุน ในกรณีนี้อย่าออกจากจุดใดจุดหนึ่ง แต่ให้แยกออกไปในแนวหน้ากว้าง (แยก) จากโซนทั้งหมดของหมวกขั้วโลก แกนหมุนประเภทนี้เป็นลักษณะของการแบ่งเซลล์ของพืชชั้นสูง แม้ว่าบางครั้งจะพบในสัตว์ชั้นสูงก็ตาม ตัวอย่างเช่น ในการกำเนิดเอ็มบริโอระยะแรกๆ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในระหว่างการแบ่งตัวของการเจริญเต็มที่ของโอโอไซต์ และระหว่างการแบ่งตัวที่หนึ่งและสองของไซโกต จะสังเกตพบไมโทสที่ปราศจากเซนทริโอลาร์ (ไดเวอร์เจนต์) แต่เริ่มจากการแบ่งเซลล์ครั้งที่สามและในการแบ่งเซลล์ต่อ ๆ ไปทั้งหมด เซลล์จะแบ่งตามการมีส่วนร่วมของแกนหมุนของดาว ที่ขั้วซึ่งพบเซนทริโอลอยู่เสมอ

โดยทั่วไป สำหรับไมโทซีสทุกรูปแบบ โครงสร้างทั่วไปยังคงเป็นโครโมโซมที่มีไคเนโตชอร์ ตัวขั้ว (เซนโตรโซม) และเส้นใยสปินเดิล

พลวัตของไมโทซิส

สำหรับเซลล์ที่เข้าสู่วงจรการแบ่ง ระยะไมโทซิสที่เหมาะสม การแบ่งทางอ้อมจะใช้เวลาค่อนข้างสั้น เพียงประมาณ 0.1 ของรอบเวลาของเซลล์ ดังนั้นในการแบ่งเซลล์ของเนื้อเยื่อราก ระยะระหว่างกันสามารถอยู่ได้ 16-30 ชั่วโมง และไมโทซิสจะใช้เวลาเพียง 1-3 ชั่วโมงเท่านั้น ไข่ถูกบดขยี้ ระยะเวลาเซลล์ทั้งหมดรวมถึงไมโทซิสอาจน้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง

กระบวนการแบ่งเซลล์ไมโทติสมักจะแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนหลัก: การพยากรณ์, โพรเมตาเฟส, เมตาเฟส, แอนาเฟส, เทโลเฟส ขอบเขตระหว่างขั้นตอนเหล่านี้เป็นเรื่องยากมากที่จะกำหนดได้อย่างแม่นยำเนื่องจากไมโทซิสนั้นเป็นกระบวนการที่ต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลงของเฟสจะเกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป: หนึ่งในนั้นผ่านเข้าไปในอีกขั้นตอนหนึ่งอย่างไม่น่าเชื่อ ระยะเดียวที่มีจุดเริ่มต้นที่แท้จริงคือ anaphase ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ของโครโมโซมไปทางขั้ว ระยะเวลาของแต่ละระยะของไมโทซีสจะแตกต่างกันไป โดยที่แอนาเฟสจะสั้นที่สุด (ตาราง)

ระยะเวลาของระยะไมโทซีส

ระยะเวลาของแต่ละเฟสของไมโทซีสนั้นถูกกำหนดได้ดีที่สุดโดยการสังเกตโดยตรงของการแบ่งเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในห้องพิเศษ เมื่อทราบเวลาของไมโทซิสก็เป็นไปได้ที่จะคำนวณระยะเวลาของแต่ละเฟสโดยพิจารณาจากเปอร์เซ็นต์ของการเกิดขึ้นระหว่างการแบ่งเซลล์

ระยะของไมโทซิส

คำทำนายเมื่อสิ้นสุดช่วง G 2 การจัดเรียงใหม่ที่สำคัญเริ่มเกิดขึ้นในเซลล์ ไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดว่าการทำนายจะเกิดขึ้นเมื่อใด เกณฑ์ที่ดีที่สุดระยะไมโทซิสนี้สามารถเริ่มต้นได้โดยการปรากฏตัวของโครงสร้างเส้นใยในนิวเคลียส - โครโมโซมไมโทติค เหตุการณ์นี้นำหน้าด้วยการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของฟอสโฟรีเลสที่ปรับเปลี่ยนฮิสโตน และประการแรกคือฮิสโตน H1 ในการทำนาย ซิสเตอร์โครมาทิดจะเชื่อมโยงถึงกันแบบเคียงข้างกันด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนโคเฮซิน ซึ่งก่อให้เกิดพันธะเหล่านี้ในช่วง S ในระหว่างการจำลองโครโมโซม ในตอนท้ายของการทำนาย การเชื่อมต่อระหว่างโครมาทิดน้องสาวจะยังคงอยู่เฉพาะในโซนไคเนโตชอร์เท่านั้น ในโครโมโซมพยากรณ์ สามารถสังเกตไคเนโตชอร์ที่เจริญเต็มที่ได้แล้ว ซึ่งไม่มีการเชื่อมต่อกับไมโครทูบูล

การควบแน่นของโครโมโซมในนิวเคลียสของการทำนายเกิดขึ้นพร้อมกับการลดลงอย่างรวดเร็วในกิจกรรมการถอดรหัสของโครมาตินซึ่งหายไปอย่างสมบูรณ์ในช่วงกลางของการพยากรณ์ เนื่องจากการลดลงของการสังเคราะห์ RNA และการควบแน่นของโครมาติน ยีนนิวเคลียสจึงถูกปิดใช้งานเช่นกัน ในกรณีนี้ ศูนย์ไฟบริลลาร์แต่ละแห่งจะรวมกันจนกลายเป็นบริเวณที่สร้างนิวคลีโอลัสของโครโมโซม และกลายเป็นตัวจัดระเบียบนิวเคลียส โปรตีนนิวเคลียสส่วนใหญ่แยกตัวออกจากกันและพบได้ฟรีในไซโตพลาสซึมของเซลล์หรือเกี่ยวข้องกับพื้นผิวของโครโมโซม

ในเวลาเดียวกันฟอสโฟรีเลชั่นของโปรตีนจำนวนหนึ่งของแผ่นลามินาซึ่งเป็นเยื่อหุ้มนิวเคลียสเกิดขึ้นซึ่งจะสลายตัว ในกรณีนี้การเชื่อมต่อระหว่างเยื่อหุ้มนิวเคลียสกับโครโมโซมจะหายไป จากนั้นเปลือกหุ้มนิวเคลียร์จะแตกออกเป็นแวคิวโอลขนาดเล็ก และคอมเพล็กซ์รูขุมขนจะหายไป

ควบคู่ไปกับกระบวนการเหล่านี้ การเปิดใช้งานศูนย์เซลลูล่าร์จะเกิดขึ้น ในช่วงเริ่มต้นของการทำนาย ไมโครทูบูลในไซโตพลาสซึมจะถูกแยกชิ้นส่วน และการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของไมโครทูบูลบนดาวจำนวนมากเริ่มต้นรอบไดโพลโซมสองเท่าแต่ละอัน อัตราการเติบโตของ microtubules ในการทำนายนั้นสูงเกือบสองเท่าของการเติบโตของ microtubules ระหว่างเฟส แต่ lability ของพวกมันนั้นสูงกว่า microtubules ของไซโตพลาสซึม 5-10 เท่า ดังนั้นหากครึ่งชีวิตของไมโครทูบูลในไซโตพลาสซึมคือประมาณ 5 นาที ดังนั้นในช่วงครึ่งแรกของไมโทซีสก็จะมีเพียง 15 วินาทีเท่านั้น ในกรณีนี้ ความไม่เสถียรแบบไดนามิกของไมโครทูบูลจะเด่นชัดยิ่งขึ้น ไมโครทูบูลทั้งหมดที่ยื่นออกมาจากเซนโตรโซมจะเติบโตไปข้างหน้าโดยมีปลาย (+)

เซนโทรโซมที่เปิดใช้งาน - ขั้วในอนาคตของแกนหมุน - เริ่มแยกออกจากกันในระยะทางหนึ่ง กลไกของการพยากรณ์ความแตกต่างของขั้วมีดังนี้: ไมโครทูบูลที่ต้านขนานกันเคลื่อนที่เข้าหากันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่ความเสถียรที่มากขึ้นและผลักขั้วออกจากกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับไมโครทูบูลของโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายไดนีน ซึ่งในส่วนกลางของแกนหมุนจะจัดเรียงไมโครทูบูลระหว่างขั้วขนานกัน ในเวลาเดียวกัน การเกิดพอลิเมอไรเซชันและการเจริญเติบโตยังคงดำเนินต่อไป ซึ่งควบคู่ไปกับการผลักไปทางขั้วเนื่องจากการทำงานของโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายไคเนซิน ในเวลานี้ ในระหว่างการก่อตัวของสปินเดิล ไมโครทูบูลยังไม่ได้เชื่อมต่อกับไคเนโตชอร์ของโครโมโซม

ในการทำนายพร้อมกับการแยกชิ้นส่วนของไมโครทูบูลของไซโตพลาสซึมความระส่ำระสายของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมเกิดขึ้น (มันแบ่งออกเป็นแวคิวโอลเล็ก ๆ ที่วางอยู่ตามขอบของเซลล์) และอุปกรณ์ Golgi ซึ่งสูญเสียการแปล perinuclear และแตกออกเป็นไดกโตโซมแต่ละตัวกระจัดกระจาย โดยไม่มีลำดับในไซโตพลาสซึม

โพรเมตาเฟสหลังจากการพังทลายของเยื่อหุ้มนิวเคลียส โครโมโซมไมโทติคจะอยู่ในโซนของนิวเคลียสเดิมโดยไม่มีลำดับใดเป็นพิเศษ ในระยะโพรเมตา การเคลื่อนไหวและการเคลื่อนไหวของพวกเขาเริ่มต้นขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การก่อตัวของ "เพลต" ของโครโมโซมเส้นศูนย์สูตร ไปจนถึงการจัดเรียงโครโมโซมที่ได้รับคำสั่งในส่วนกลางของแกนหมุนที่อยู่ในเมตาเฟสแล้ว ในโพรเมตาเฟส มีการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของโครโมโซมหรือเมตาไคเนซิส โดยที่พวกมันจะเข้าใกล้ขั้วหรือเคลื่อนออกจากพวกมันไปยังศูนย์กลางของแกนหมุนจนกว่าพวกมันจะอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางของเมตาเฟส (สภาโครโมโซม)

ในช่วงเริ่มต้นของระยะโพรเมตา โครโมโซมที่วางอยู่ใกล้กับขั้วหนึ่งของแกนหมุนที่กำลังก่อตัวจะเริ่มเข้าใกล้มันอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ต้องใช้เวลาพอสมควร พบว่าการเคลื่อนตัวของโครโมโซมแบบอะซิงโครนัสปฐมภูมิไปยังขั้วต่าง ๆ เกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของไมโครทูบูล การใช้การเพิ่มคอนทราสต์เฟสวิดีโออิเล็กทรอนิกส์ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง สามารถสังเกตได้ในเซลล์ที่มีชีวิตว่าไมโครทูบูลแต่ละตัวที่ยื่นออกมาจากขั้วสุ่มไปถึงไคเนโตชอร์ตัวใดตัวหนึ่งของโครโมโซมและจับกับมันโดย "ถูกดักจับ" โดยไคเนโตคอร์ หลังจากนั้น โครโมโซมจะเลื่อนอย่างรวดเร็วไปตามไมโครทูบูลไปทางปลาย (-) เกิดขึ้นที่ความเร็วประมาณ 25 µm/นาที สิ่งนี้ทำให้โครโมโซมเคลื่อนตัวเข้าใกล้ขั้วซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของไมโครทูบูลนี้มากขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าไคเนโตชอร์สามารถสัมผัสกับพื้นผิวด้านข้างของไมโครทูบูลดังกล่าวได้ ในระหว่างการเคลื่อนไหวนี้ โครโมโซมจะไม่แยกชิ้นส่วนไมโครทูบูล เป็นไปได้มากว่าโปรตีนจากมอเตอร์ที่คล้ายกับไดนีนของไซโตพลาสซึมที่พบในโคโรนาไคเนโตชอร์มีหน้าที่รับผิดชอบในการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของโครโมโซม

ผลจากการเคลื่อนที่ของระยะโพรเมตาในระยะเริ่มต้นนี้ โครโมโซมจะถูกสุ่มเข้าใกล้ขั้วของสปินเดิลมากขึ้น ซึ่งการก่อตัวของไมโครทูบูลใหม่ยังคงเกิดขึ้นต่อไป เห็นได้ชัดว่ายิ่งโครโมโซมไคเนโตชอร์อยู่ใกล้เซนโตรโซมมากเท่าใด ความสุ่มของการโต้ตอบกับไมโครทูบูลอื่นๆ ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในกรณีนี้ ปลายไมโครทูบูลใหม่ที่เติบโต (+) จะถูก "จับ" โดยโซนมงกุฎไคเนโตชอร์ ตอนนี้กลุ่มไมโครทูบูลสัมพันธ์กับไคเนโตชอร์ ซึ่งการเติบโตจะดำเนินต่อไปที่ปลาย (+) เมื่อมัดดังกล่าวเติบโตขึ้น ไคเนโตชอร์และโครโมโซมด้วยจะต้องเคลื่อนไปทางศูนย์กลางของสปินเดิลและเคลื่อนออกจากขั้ว แต่เมื่อถึงเวลานี้ ไมโครทูบูลของพวกมันเองจะเติบโตจากขั้วตรงข้ามไปยังไคเนโตคอร์ที่สองของโครมาทิดน้องสาวอีกตัว ซึ่งกลุ่มของโครโมโซมจะเริ่มดึงโครโมโซมไปยังขั้วตรงข้าม การมีอยู่ของแรงดึงดังกล่าวได้รับการพิสูจน์โดยข้อเท็จจริงที่ว่าหากกลุ่มของไมโครทูบูลที่ไคเนโทชอร์ตัวใดตัวหนึ่งถูกตัดด้วยไมโครบีมเลเซอร์ โครโมโซมจะเริ่มเคลื่อนที่ไปยังขั้วตรงข้าม ภายใต้สภาวะปกติ โครโมโซมซึ่งเคลื่อนที่เล็กน้อยไปยังขั้วใดขั้วหนึ่ง จะค่อยๆ ครองตำแหน่งตรงกลางในสปินเดิลในที่สุด ในช่วงระยะโพรเมตาเคลื่อนตัวของโครโมโซม การยืดตัวและการเจริญเติบโตของไมโครทูบูลจะเกิดขึ้นที่ (+) สิ้นสุดเมื่อไคเนโตคอร์เคลื่อนที่ออกจากขั้ว และการถอดแยกชิ้นส่วนและทำให้ไมโครทูบูลสั้นลงก็เกิดขึ้นที่ปลาย (+) เมื่อไคเนโตคอร์น้องสาวเคลื่อนเข้าหาขั้ว

การเคลื่อนที่สลับกันของโครโมโซมด้วยวิธีนี้และนำไปสู่ความจริงที่ว่าในที่สุดพวกมันก็จะจบลงที่เส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนและเรียงกันเป็นแผ่นเมตาเฟส

เมตาเฟส- ในเมตาเฟส เช่นเดียวกับในระยะอื่น ๆ ของไมโทซีส แม้ว่าการรวมตัวของไมโครทูบูลจะมีเสถียรภาพอยู่บ้าง แต่การต่ออายุอย่างต่อเนื่องจะดำเนินต่อไปเนื่องจากการประกอบและการถอดแยกชิ้นส่วนของทูบูลิน ในระหว่างเมตาเฟส โครโมโซมจะถูกจัดเรียงเพื่อให้ไคเนโตชอร์ของพวกมันหันหน้าไปทางขั้วตรงข้าม ในเวลาเดียวกันมีการจัดโครงสร้างใหม่ของ interpolar microtubules อย่างต่อเนื่องซึ่งมีจำนวนถึงสูงสุดใน metaphase หากคุณดูเซลล์เมตาเฟสจากด้านข้างของขั้ว คุณจะเห็นว่าโครโมโซมถูกจัดเรียงโดยบริเวณเซนโตรเมอริกหันไปทางศูนย์กลางของแกนหมุน และแขนของพวกมันหันหน้าไปทางขอบนอก การจัดเรียงโครโมโซมนี้เรียกว่า “ดาวแม่” และเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์สัตว์ ในพืช ในเมตาเฟส โครโมโซมมักจะอยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรของแกนหมุนโดยไม่มีคำสั่งที่เข้มงวด

ในตอนท้ายของเมตาเฟส กระบวนการแยกโครมาทิดน้องสาวออกจากกันจะเสร็จสิ้น ไหล่ของพวกเขาขนานกันและมองเห็นช่องว่างที่แยกระหว่างพวกเขาได้ชัดเจน สถานที่สุดท้ายที่รักษาการติดต่อระหว่างโครมาทิดไว้คือเซนโทรเมียร์ จนถึงจุดสิ้นสุดของเมตาเฟส โครมาทิดในโครโมโซมทั้งหมดยังคงเชื่อมต่อกันที่บริเวณเซนโตรเมอริก

แอนาเฟสเกิดขึ้นอย่างกะทันหันซึ่งสามารถสังเกตได้ชัดเจนในระหว่างการตรวจที่สำคัญ Anaphase เริ่มต้นด้วยการแยกโครโมโซมทั้งหมดพร้อมกันในบริเวณเซนโตรเมอริก ในเวลานี้ การเสื่อมสลายพร้อมกันของโคเฮซินแบบเซนโตรเมอร์ ซึ่งจนถึงขณะนี้ได้เชื่อมต่อกับซิสเตอร์โครมาทิดเกิดขึ้น การแยกโครมาทิดพร้อมกันนี้ทำให้การแยกโครมาทิดแบบซิงโครนัสเริ่มต้นได้ โครโมโซมทั้งหมดสูญเสียมัดเซนโทรเมอริกอย่างกะทันหันและเริ่มเคลื่อนตัวออกจากกันไปยังขั้วตรงข้ามของแกนหมุนพร้อมกัน ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโครโมโซมสม่ำเสมอ สามารถเข้าถึง 0.5-2 µm/min

Anaphase เป็นระยะที่สั้นที่สุดของไมโทซีส (หลาย% ของเวลาทั้งหมด) แต่ในช่วงเวลานี้มีเหตุการณ์หลายอย่างเกิดขึ้น สิ่งสำคัญคือการแยกโครโมโซมสองชุดที่เหมือนกันและการเคลื่อนย้ายไปยังปลายด้านตรงข้ามของเซลล์

เมื่อโครโมโซมเคลื่อนที่ โครโมโซมจะเปลี่ยนทิศทางและมักจะมีรูปร่างเป็นรูปตัว V ส่วนบนของพวกมันมุ่งตรงไปยังเสาแบ่ง และไหล่ของพวกมันดูเหมือนจะถูกเหวี่ยงกลับไปทางศูนย์กลางของสปินเดิล หากแขนโครโมโซมหักก่อนเกิดแอนาเฟส แขนโครโมโซมจะไม่มีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวของโครโมโซมและจะยังคงอยู่ในโซนกลาง การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าบริเวณเซนโทรเมอริกร่วมกับไคเนโตชอร์นั้นมีหน้าที่ในการเคลื่อนที่ของโครโมโซม ดูเหมือนว่าเกินเซนโทรเมียร์ไปแล้ว โครโมโซมจะถูกดึงเข้าหาขั้ว ในพืชชั้นสูงบางชนิด (ozhika) ไม่มีการหดตัวของเซนโตรเมอริกเด่นชัด และเส้นใยสปินเดิลสัมผัสหลายจุดบนพื้นผิวของโครโมโซม (โครโมโซมโพลีเซนตริกและโฮโลเซนตริก) ในกรณีนี้ โครโมโซมจะตั้งอยู่พาดผ่านเส้นใยสปินเดิล

ความแตกต่างที่แท้จริงของโครโมโซมประกอบด้วยสองกระบวนการ: 1 - ความแตกต่างของโครโมโซมเนื่องจากการรวมกลุ่มของไคเนโตชอร์ของไมโครทูบูล, 2 - ความแตกต่างของโครโมโซมพร้อมกับขั้วเนื่องจากการยืดตัวของไมโครทูบูลระหว่างขั้ว กระบวนการแรกเรียกว่า "anaphase A" กระบวนการที่สองคือ "anaphase B"

ในช่วงแอนาเฟส A เมื่อกลุ่มของโครโมโซมเริ่มเคลื่อนที่ไปทางขั้ว มัดไมโครทูบูลของไคเนโตชอร์จะสั้นลง เราอาจคาดหวังว่าในกรณีนี้ ดีพอลิเมอไรเซชันของไมโครทูบูลควรเกิดขึ้นที่ปลาย (-) ซึ่งเป็นปลายที่อยู่ใกล้กับขั้วมากที่สุด อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นว่าไมโครทูบูลสามารถแยกชิ้นส่วนได้ แต่ส่วนใหญ่ (80%) จากปลาย (+) ที่อยู่ติดกับไคเนโตชอร์ ในการทดลอง นำทูบูลินที่จับกับฟลูออโรโครมเข้าไปในเซลล์เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อที่มีชีวิตโดยใช้วิธีไมโครอินเจคชัน ซึ่งทำให้สามารถมองเห็นไมโครทิวบูลเป็นส่วนหนึ่งของสปินเดิลได้อย่างชัดเจน ที่จุดเริ่มต้นของแอนาเฟส แกนหมุนของโครโมโซมตัวใดตัวหนึ่งถูกฉายรังสีด้วยไมโครบีมแสงประมาณกึ่งกลางระหว่างขั้วกับโครโมโซม เมื่อเปิดรับแสงนี้ แสงฟลูออเรสเซนต์จะหายไปในบริเวณที่ได้รับรังสี การสังเกตพบว่าบริเวณที่ได้รับรังสีไม่ได้เข้าใกล้ขั้ว แต่โครโมโซมจะไปถึงบริเวณนั้นเมื่อมัดไคเนโตชอร์สั้นลง ดังนั้น การแยกชิ้นส่วนไมโครทูบูลของมัดไคเนโตชอร์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ปลาย (+) ณ จุดที่เชื่อมต่อกับไคเนโตชอร์ และโครโมโซมจะเคลื่อนไปทางปลาย (-) ของไมโครทูบูลซึ่งอยู่ในโซนเซนโทรโซม . ปรากฎว่าการเคลื่อนที่ของโครโมโซมนั้นขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของ ATP และการมีอยู่ของ Ca + ไอออนที่มีความเข้มข้นเพียงพอ ความจริงที่ว่าโปรตีน dynein ถูกพบในมงกุฎ kinetochore ซึ่งมีปลาย (+) ของ microtubules ฝังอยู่ ทำให้เราเชื่อว่าเป็นมอเตอร์ที่ดึงโครโมโซมไปที่ขั้ว ในเวลาเดียวกัน ดีพอลิเมอไรเซชันของไมโครทูบูลไคเนโตชอร์จะเกิดขึ้นที่ปลาย (+)

หลังจากที่โครโมโซมหยุดที่ขั้ว จะเกิดความแตกต่างเพิ่มเติมเนื่องจากระยะห่างของขั้วจากกัน (anaphase B) แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการเติบโตของปลาย (+) ของไมโครทูบูลระหว่างโพลาร์ ซึ่งสามารถเพิ่มความยาวได้อย่างมาก ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไมโครทูบูลที่ขนานกันเหล่านี้ ซึ่งส่งผลให้พวกมันเลื่อนสัมพันธ์กัน ถูกกำหนดโดยโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายไคเนซินของมอเตอร์อื่นๆ นอกจากนี้ ขั้วยังถูกดึงออกไปอีกไปยังขอบของเซลล์เนื่องจากมีอันตรกิริยากับไมโครทูบูลบนดาวของโปรตีนที่มีลักษณะคล้ายไดนีนบนพลาสมาเมมเบรน

ลำดับของแอนาเฟส A และ B และการมีส่วนร่วมในกระบวนการแยกโครโมโซมอาจแตกต่างกันไปตามวัตถุที่แตกต่างกัน ดังนั้นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ระยะ A และ B เกิดขึ้นเกือบจะพร้อมกัน ในโปรโตซัว แอนาเฟสอาจทำให้ความยาวของสปินเดิลเพิ่มขึ้น 15 เท่า ในเซลล์พืช ระยะ B จะหายไป

เทโลเฟสเริ่มต้นด้วยการจับกุมโครโมโซม (เทโลเฟสตอนต้น, แอนาเฟสตอนปลาย) และสิ้นสุดด้วยการเริ่มต้นการสร้างนิวเคลียสระหว่างเฟสใหม่ (ช่วงต้น G 1) และการแบ่งเซลล์ดั้งเดิมออกเป็นเซลล์ลูกสาวสองคน (ไซโตไคเนซิส)

ในระยะเริ่มต้นของเทโลเฟส โครโมโซมจะเริ่มหดตัวและเพิ่มปริมาตรโดยไม่เปลี่ยนทิศทาง (บริเวณเซนโตรเมอริกไปทางขั้วโลก, บริเวณเทโลเมอร์ิกไปทางศูนย์กลางของแกนหมุน) ในบริเวณที่สัมผัสกับเยื่อหุ้มเซลล์ของไซโตพลาสซึมจะเริ่มสร้างซองจดหมายนิวเคลียร์ใหม่ซึ่งก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรกบนพื้นผิวด้านข้างของโครโมโซมและต่อมาในบริเวณเซนโตรเมอริกและเทโลเมอร์ หลังจากปิดเปลือกนิวเคลียร์แล้ว การก่อตัวของนิวคลีโอลีใหม่ก็เริ่มขึ้น เซลล์เข้าสู่ช่วง G 1 ของเฟสใหม่

ในเทโลเฟสกระบวนการทำลายอุปกรณ์ไมโทติคเริ่มต้นและสิ้นสุด - การถอดแยกชิ้นส่วนของไมโครทูบูล มันไปจากขั้วไปยังเส้นศูนย์สูตรของเซลล์เดิม: มันอยู่ที่ส่วนตรงกลางของแกนหมุนที่ไมโครทูบูลจะยังคงอยู่ที่ยาวที่สุด (ร่างกายที่ตกค้าง)

เหตุการณ์สำคัญอย่างหนึ่งของเทโลเฟสคือการแบ่งตัวของเซลล์ เซลล์โตโตมีหรือ ไซโตไคเนซิสได้มีการกล่าวไปแล้วข้างต้นว่าในพืชการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นผ่านการสร้างผนังกั้นเซลล์ภายในเซลล์และในเซลล์สัตว์ - ผ่านการหดตัวการรุกรานของพลาสมาเมมเบรนเข้าไปในเซลล์

ไมโทซีสไม่ได้จบลงด้วยการแบ่งตัวของเซลล์เสมอไป ดังนั้นในเอนโดสเปิร์มของพืชหลายชนิด กระบวนการหลายขั้นตอนของการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทติคสามารถเกิดขึ้นได้ในระยะเวลาหนึ่งโดยไม่ต้องแบ่งไซโตพลาสซึม: ทำให้เกิด symplast multinuclear ขนาดยักษ์ นอกจากนี้หากไม่มี cytotomy นิวเคลียสจำนวนมากของพลาสโมเดียม myxomycetes จะแบ่งตัวพร้อมกัน ในระยะแรกของการพัฒนาเอ็มบริโอของแมลงบางชนิด การแบ่งตัวของนิวเคลียสซ้ำๆ ก็เกิดขึ้นโดยไม่มีการแบ่งไซโตพลาสซึม

ในกรณีส่วนใหญ่ การหดตัวระหว่างการแบ่งเซลล์ของสัตว์จะเกิดขึ้นอย่างเคร่งครัดในระนาบเส้นศูนย์สูตรของสปินเดิล ที่นี่ในตอนท้ายของแอนาเฟสที่จุดเริ่มต้นของเทโลเฟสจะเกิดการสะสมของไมโครฟิลาเมนต์ในเยื่อหุ้มสมองซึ่งก่อตัวเป็นวงแหวนที่หดตัว ไมโครฟิลาเมนต์ของวงแหวนประกอบด้วยแอคตินไฟบริลและโมเลกุลรูปแท่งสั้นที่ทำจากโพลีเมอร์ไรซ์ไมโอซิน II การเลื่อนร่วมกันของส่วนประกอบเหล่านี้ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนลดลงและทำให้เกิดการเยื้องของพลาสมาเมมเบรน ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การหดตัวของเซลล์ดั้งเดิมเป็นสองส่วน

หลังจากทำการตัดเซลล์ออก เซลล์ใหม่ (ลูกสาว) สองเซลล์จะเข้าสู่ระยะ G 1 ของช่วงเซลล์ เมื่อถึงเวลานี้ การสังเคราะห์ไซโตพลาสซึมจะกลับมาทำงานอีกครั้ง ระบบแวคิวโอลาร์กลับคืนมา และไดกโตโซมของอุปกรณ์ Golgi ก็รวมตัวกันอีกครั้งในโซนนิวเคลียสโดยสัมพันธ์กับเซนโทรโซม จากเซนโตรโซม การเจริญเติบโตของไมโครทูบูลของไซโตพลาสซึมและการฟื้นฟูโครงร่างโครงร่างโครงร่างระหว่างเฟสเริ่มต้นขึ้น

ไมโทซิสของเซลล์พืช

การแบ่งเซลล์แบบไมโทติคของพืชชั้นสูงมีจำนวน คุณสมบัติลักษณะซึ่งเกี่ยวข้องกับจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของกระบวนการนี้

ในเซลล์ระหว่างเฟสของเนื้อเยื่อพืชชนิดต่างๆ ไมโครทูบูลจะอยู่ในชั้นซับเมมเบรนของเยื่อหุ้มสมองของไซโตพลาสซึม ก่อให้เกิดการรวมตัวของไมโครทูบูลเป็นวงกลม microtubules อุปกรณ์ต่อพ่วงสัมผัสกับเอนไซม์ที่สร้างไฟบริลเซลลูโลส, เซลลูโลสสังเคราะห์ซึ่งเป็นโปรตีนสำคัญของพลาสมาเมมเบรน พวกมันสังเคราะห์เซลลูโลสบนพื้นผิวของพลาสมาเมมเบรน เชื่อกันว่าในระหว่างการเจริญเติบโตของเซลลูโลสไฟบริล เอนไซม์เหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปตามไมโครทูบูลใต้เมมเบรน

การจัดเรียงไมโทติคขององค์ประกอบไซโตสเกเลทัลเกิดขึ้นที่จุดเริ่มต้นของการทำนาย ในกรณีนี้ microtubules จะหายไปในชั้นต่อพ่วงของไซโตพลาสซึม แต่ในชั้นใกล้เมมเบรนของไซโตพลาสซึมในเขตเส้นศูนย์สูตรของเซลล์นั้นจะมีกลุ่มไมโครทูบูลรูปวงแหวนปรากฏขึ้น - วงแหวนพรีเฟสซึ่งรวมถึงมากกว่า 100 ไมโครทูบูล ในทางอิมมูโนเคมี ตรวจพบแอคตินในวงแหวนนี้ด้วย สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าวงแหวนไมโครทูบูลในช่วงพรีโพรเฟสนั้นอยู่ในตำแหน่งที่ในเทโลเฟส จะมีผนังกั้นเซลล์เกิดขึ้น เพื่อแยกเซลล์ใหม่ทั้งสองออกจากกัน ต่อมาในการพยากรณ์ วงแหวนนี้เริ่มหายไป และไมโครทูบูลใหม่จะปรากฏขึ้นรอบๆ ขอบของแกนโพรเฟส จำนวนของพวกมันมีมากกว่าในเขตขั้วของนิวเคลียส ดูเหมือนว่าพวกมันจะพันรอบขอบนิวเคลียร์ทั้งหมด ในระหว่างการเปลี่ยนไปใช้ระยะโพรเมตาเฟส แกนหมุนสองขั้วจะปรากฏขึ้น โดยมีไมโครทูบูลเข้าใกล้สิ่งที่เรียกว่า หมวกขั้วโลกซึ่งมีเพียงแวคิวโอลขนาดเล็กและเส้นใยบาง ๆ ที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาไม่แน่นอน ไม่พบร่องรอยของเซนทริโอลในเขตขั้วโลกเหล่านี้ นี่คือวิธีการสร้างแกนหมุนของอนาสตริก

ในระยะโพรเมตา ในระหว่างการแบ่งเซลล์พืช จะมีการสังเกตการเคลื่อนตัวของโครโมโซมที่ซับซ้อน การสั่นและการเคลื่อนที่ของพวกมันในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นในระยะโพรเมตาของเซลล์สัตว์ เหตุการณ์ในแอนาเฟสก็คล้ายคลึงกับเหตุการณ์ในไมโทซีสของดวงดาวเช่นกัน หลังจากความแตกต่างของโครโมโซม นิวเคลียสใหม่จะปรากฏขึ้น เนื่องจากการควบแน่นของโครโมโซมและการก่อตัวของเปลือกนิวเคลียร์ใหม่

กระบวนการของการทำไซโตโตมีของเซลล์พืชแตกต่างอย่างมากจากการแบ่งตัวโดยการบีบรัดของเซลล์จากสัตว์ ในกรณีนี้ เมื่อสิ้นสุดเทโลเฟส จะเกิดการถอดแยกชิ้นส่วนไมโครทูบูลของสปินเดิลในบริเวณขั้วโลกด้วย แต่ไมโครทูบูลของส่วนหลักของสปินเดิลยังคงอยู่ระหว่างนิวเคลียสใหม่ทั้งสอง นอกจากนี้ ไมโครทูบูลใหม่ยังเกิดขึ้นที่นี่ นี่คือวิธีการสร้างกลุ่มของไมโครทูบูลโดยมีแวคิวโอลขนาดเล็กจำนวนมากเกี่ยวข้องกัน แวคิวโอลเหล่านี้ได้มาจากแวคิวโอลของอุปกรณ์ Golgi และมีสารเพคติก ด้วยความช่วยเหลือของ microtubules แวคิวโอลจำนวนมากจะเคลื่อนไปยังบริเวณเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ซึ่งพวกมันจะรวมเข้าด้วยกันและก่อตัวเป็นแวคิวโอลแบนที่อยู่ตรงกลางของเซลล์ - แฟรกโมพลาสต์ซึ่งเติบโตไปจนถึงขอบของเซลล์รวมถึงมากขึ้นและ แวคิวโอลใหม่มากขึ้น

นี่คือลักษณะการสร้างผนังเซลล์ปฐมภูมิ ในที่สุด เมมเบรน phragmoplast จะรวมเข้ากับพลาสมาเมมเบรน: เซลล์ใหม่ 2 เซลล์แยกจากกัน และคั่นด้วยผนังเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่ เมื่อแฟรกโมพลาสต์ขยายตัว กลุ่มของไมโครทูบูลจะเคลื่อนตัวมากขึ้นเรื่อยๆ ไปยังขอบของเซลล์ มีแนวโน้มว่ากระบวนการยืดแฟรกโมพลาสต์และการเคลื่อนย้ายมัดไมโครทูบูลไปยังบริเวณรอบนอกนั้นได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการรวมกลุ่มของเส้นใยแอกตินที่ยื่นออกมาจากชั้นเยื่อหุ้มสมองของไซโตพลาสซึมในบริเวณที่มีวงแหวนพรีโพรเฟส

หลังจากการแบ่งเซลล์ ไมโครทูบูลที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งแวคิวโอลขนาดเล็กจะหายไป ไมโครทูบูลระหว่างเฟสรุ่นใหม่ถูกสร้างขึ้นที่บริเวณรอบนอกของนิวเคลียส จากนั้นจึงไปอยู่ในเยื่อหุ้มสมอง ชั้นเยื่อหุ้มเมมเบรนของไซโตพลาสซึม

นี่เป็นคำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับการแบ่งเซลล์พืช แต่กระบวนการนี้ยังได้รับการศึกษาต่ำมาก ในบริเวณขั้วโลกของแกนหมุนไม่พบโปรตีนที่เป็นส่วนหนึ่งของ COMMT ของเซลล์สัตว์ พบว่าในเซลล์พืชบทบาทนี้สามารถเล่นได้ด้วยเปลือกนิวเคลียร์ โดยที่ปลาย (+) ของไมโครทูบูลถูกส่งไปยังขอบของเซลล์ และปลาย (-) ไปยังเปลือกนิวเคลียร์ ในระหว่างการก่อตัวของสปินเดิล มัดไคเนโตชอร์จะถูกวางทิศทางโดยให้ปลาย (-) หันไปทางเสา และปลาย (+) หันไปทางไคเนโตชอร์ การจัดเรียงใหม่ของ microtubules นี้เกิดขึ้นได้อย่างไรยังไม่ชัดเจน

ในระหว่างการเปลี่ยนผ่านไปสู่การพยากรณ์ เครือข่ายไมโครทูบูลที่มีลักษณะคล้ายตะกร้าหนาแน่นจะปรากฏขึ้นรอบๆ นิวเคลียส ซึ่งจากนั้นจะเริ่มมีรูปร่างคล้ายแกนหมุน ในกรณีนี้ ไมโครทูบูลจะรวมกลุ่มกันเป็นกลุ่มที่มุ่งตรงไปที่ขั้ว ต่อมาในระยะโพรเมตา ไมโครทูบูลจะสื่อสารกับไคเนโตชอร์ ในเมตาเฟส ไฟบริลของไคเนโตคอร์สามารถสร้างจุดศูนย์กลางการลู่เข้าร่วมกันได้ - มินิโพลสปินเดิล หรือศูนย์การลู่เข้าของไมโครทูบูล เป็นไปได้มากว่าการก่อตัวของมินิโพลดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากการรวมตัวกันของปลาย (-) ของไมโครทูบูลที่เกี่ยวข้องกับไคเนโตชอร์ สันนิษฐานได้ว่าในเซลล์ของพืชที่สูงขึ้นกระบวนการของการปรับโครงสร้างเซลล์โครงร่างใหม่รวมถึงการก่อตัวของแกนหมุนไมโทติคนั้นสัมพันธ์กับการจัดระเบียบตัวเองของไมโครทูบูลซึ่งเช่นเดียวกับในเซลล์สัตว์เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของโปรตีนจากมอเตอร์

เอกสารที่คล้ายกัน

ศึกษากระบวนการแบ่งเซลล์โดยอ้อม และวิธีการทั่วไปในการสืบพันธุ์ของเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งมีความสำคัญทางชีวภาพ ไมโอซิสคือการแบ่งเซลล์แบบรีดิวซ์ เฟส การพยากรณ์ เมตาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟสของไมโอซิสและไมโทซิส

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 21/02/2013


การแบ่งเซลล์แบบไมโทติค ลักษณะของโครงสร้าง ไมโทซีสเป็นวิธีการสากลในการแบ่งเซลล์ในพืชและสัตว์ ความคงตัวของจำนวนและความเฉพาะตัวของโครโมโซม อายุขัย การแก่ชรา และการตายของเซลล์ รูปแบบการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 10/07/2009


ความสำคัญของการเจริญเติบโตและการพัฒนาของเซลล์ ชีวิตและวัฏจักรไมโทติสของเซลล์ อายุการใช้งาน ประเภทต่างๆเซลล์ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การพิจารณาไมโทซีสเป็นวิธีการสากลในการสืบพันธุ์ที่รักษาจำนวนโครโมโซมในเซลล์ให้คงที่

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/05/2014


ระยะหลักของวัฏจักรเซลล์: เฟสและไมโทซิส คำจำกัดความของแนวคิด "ไมโทซีส" หมายถึงการแบ่งเซลล์ทางอ้อม ซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในการสร้างเซลล์ยูคาริโอต ลักษณะและคุณสมบัติของกระบวนการแบ่ง: อะไมโทซิสและไมโอซิส

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 25/10/2554


นิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอต เซลล์ที่มีโครโมโซมมากกว่าสองชุด กระบวนการแบ่งตัวในยูคาริโอต โครโมโซมคู่เดียวกันที่รวมกันเป็นคู่ การกำเนิดของเซลล์พืช กระบวนการแยกเซลล์อันเป็นผลมาจากการทำลายแผ่นมัธยฐาน

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 28/01/2554


ไมโทซีสคือการแบ่งเซลล์ทางอ้อมที่ส่งผลให้เกิดการสร้างเซลล์ร่างกาย ระยะของวัฏจักรของเซลล์ การเตรียมการแบ่งตัวของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต ขั้นตอนหลักของคาริโอไคเนซิส การแบ่งไซโตพลาสซึมกับออร์แกเนลล์ระหว่างเซลล์ลูกสาว

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 11/06/2013


ส่วนประกอบของเซลล์พืช พลาสมาเมมเบรน หน้าที่ของมัน ส่วนประกอบของผนังเซลล์ ประเภทของไมโทซิสในยูคาริโอต เนื้อเยื่อการศึกษาในร่างกายพืชและที่ตั้ง สมบัติทางกลของเซลล์พืช เนื้อเยื่อขับถ่ายภายนอก

บทช่วยสอน เพิ่มเมื่อ 12/12/2009


ลักษณะของวงจรชีวิตของเซลล์ ลักษณะของช่วงเวลาของการดำรงอยู่ของมันจากการแบ่งไปยังการแบ่งครั้งต่อไปหรือการตาย ระยะของไมโทซิส ระยะเวลา สาระสำคัญ และบทบาทของอะไมโทซิส ความสำคัญทางชีวภาพของไมโอซิส ระยะหลักและพันธุ์ของมัน

การบรรยายเพิ่มเมื่อ 27/07/2013


ช่วงและระยะของวัฏจักรของเซลล์ การผ่านของเซลล์ตามลำดับตลอดช่วงวงจรโดยไม่ข้ามหรือกลับไปยังระยะก่อนหน้า การแบ่งเซลล์ดั้งเดิมออกเป็นเซลล์ลูกสาวสองคน ไซคลินและไคเนสที่ขึ้นกับไซคลิน; การแบ่งเซลล์ยูคาริโอต ไมโทซีส

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 11/21/2552


ประเภทของเซลล์สิ่งมีชีวิตหลักและคุณสมบัติของโครงสร้าง แผนทั่วไปโครงสร้างของเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอต คุณสมบัติของโครงสร้างเซลล์พืชและเชื้อรา ตารางเปรียบเทียบโครงสร้างเซลล์ของพืช สัตว์ เห็ดรา และแบคทีเรีย

ลูกสุนัขจะเติบโตและเพิ่มขนาดเนื่องจากการแบ่งเซลล์ร่างกายที่เรียกว่า ไมโทซีสไมโทซิสคือการแบ่งเซลล์ร่างกายโดยอ้อม เมื่อการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนเกิดขึ้นในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม หลังจากการปฏิสนธิ (ovogamy) ของไข่โดยอสุจิ (ฟิวชั่นหรือการสืบพันธุ์ของ gametes) ไซโกต(โอโอซิสต์) - สิ่งมีชีวิตใหม่ประกอบด้วยเซลล์เดียวเท่านั้น กระบวนการของการเจริญเติบโตและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตใหม่เริ่มต้นจากช่วงเวลาของการแบ่งไมโทติคครั้งแรกของเซลล์นี้ (มารดา) เมื่อเซลล์ลูกสาวสองคน (น้องสาวที่แม่นยำยิ่งขึ้น) เกิดขึ้นจากเซลล์ที่คล้ายกันอย่างสมบูรณ์และดำเนินต่อไปจนกระทั่งตาย

ภาพที่ 1 โครงสร้างของเซลล์

ในระหว่างกระบวนการไมโทซิสเกิดขึ้น:

1- เพิ่มสารโครโมโซมเป็นสองเท่า;

2- การเปลี่ยนแปลงสภาพร่างกายและ องค์กรเคมีโครโมโซม;

3- ความแตกต่างของโครโมโซมน้องสาวกับขั้วของเซลล์

4- การแบ่งไซโตพลาสซึมตามมาและการฟื้นฟูนิวเคลียสสองตัวในเซลล์ใหม่โดยสมบูรณ์

ไมโทซิสเกี่ยวข้องกับวงจรชีวิตของยีนนิวเคลียร์: การทำซ้ำ การกระจาย และการทำงาน เรียกว่าช่วงเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์ อินเตอร์เฟสในระหว่างที่กระบวนการชีวิตที่กระตือรือร้นและการเตรียมพร้อมสำหรับแผนกต่อไปเกิดขึ้น วงจรการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเซลล์

จากฝ่ายหนึ่งไปอีกฝ่ายหนึ่งเรียกว่า วงจรไมโทติคหลังประกอบด้วยสองช่วงเวลาหลัก - เฟสและไมโทซิสเอง

จากผลของไมโทซิส เซลล์หนึ่งจะสร้างเซลล์สองเซลล์ที่มีโครโมโซมเหมือนกัน ดังนั้นไมโทซิสจึงรับประกันความต่อเนื่องและความสม่ำเสมอของจำนวนและเซ็ตนั่นคือความจำเพาะเชิงคุณภาพของโครโมโซมในการแบ่งเซลล์รุ่นต่อ ๆ ไป (ดูรูปที่ 2)

ในระยะระหว่างเฟส ระยะเวลาระหว่างการแบ่งเซลล์สองครั้งติดต่อกัน การจำลองแบบ (การทำซ้ำอัตโนมัติหรือการจำลองตัวเอง) เกิดขึ้นในนิวเคลียส และด้วยเหตุนี้จำนวนโครโมโซมในเซลล์ (การก่อตัวของโครมาทิดน้องสาวที่ยึดติดกันด้วยเซนโทรเมียร์ นั่นคือ ซึ่งเป็นร่างกายที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางทางกลของโครโมโซม) เช่นเดียวกับการทำให้หายใจไม่ออกของโครโมโซม

ในเมตาเฟสหรือระยะกลางของการแบ่งนิวเคลียส โครโมโซมที่ประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวจะกลายเป็นโครโมโซมลูกสาวสองตัว

ข้าว. 2. ไมโทซีส

โครโมโซม 1 - สามคู่ 2 - การจำลองโครโมโซมด้วยการก่อตัวของโครมาทิดน้องสาวที่เชื่อมต่อกันที่เซนโทรเมียร์ 3 - ที่ขั้วของเปลือกนิวเคลียร์ สามารถมองเห็นเซนโทรโซมที่มีรังสีแอสเทอรอลได้ โดยไปที่บริเวณเซนโตรเมอริกของโครมาทิด ซึ่งเรียงตามแนวเส้นศูนย์สูตร เพื่อแยกเซนโทรเมียร์ของซิสเตอร์โครมาทิดและย้ายไปยังขั้วต่างๆ 4 - despiralization ของโครโมโซม, การฟื้นฟูเยื่อหุ้มนิวเคลียสและการก่อตัวของผนังกั้นเซลล์ด้วยการสร้างเซลล์ลูกสาวสองคนที่เหมือนกันกับแม่โดยมีจำนวนโครโมโซมเท่ากันทุกประการ

ในแอนาเฟสการแบ่งและความแตกต่างของโครโมโซมลูกสาวไปยังขั้วของเซลล์เกิดขึ้นนั่นคือจำนวนที่เหมาะสมจะถูกเรียกคืน ในเทโลเฟสซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการแบ่งเซลล์ โครโมโซมจะมีลักษณะเหมือนกับก่อนที่จะเริ่มการแบ่งตัว และปริมาณของ DNA ในนิวเคลียสของลูกสาวแต่ละคนจะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับระยะก่อนหน้า ดังนั้นเซลล์ลูกสาวทั้งสองจึงมีไซโตพลาสซึมและชุดโครโมโซมที่เท่ากันในปริมาณเท่ากันและพร้อมที่จะเกิดไมโทซิส

เซลล์ร่างกายไม่ได้แบ่งตัวตลอดเวลา ในระหว่างกระบวนการพัฒนาของตัวอ่อน อวัยวะและเนื้อเยื่อจะมีความแตกต่างกัน โดยพัฒนาไปตามเส้นทางที่กำหนดทางพันธุกรรมเฉพาะของมันเอง ดังนั้นเซลล์บางส่วนจึงกลายเป็นเซลล์สมอง เซลล์อื่น ๆ กลายเป็นเซลล์เม็ดเลือด เป็นต้น นอกจากนี้ บางส่วนยังแบ่งตัวอยู่ตลอดเวลา ในขณะที่เซลล์อื่น ๆ อยู่ในช่วงของการพัฒนาเพียงช่วงหนึ่งหรือหากจำเป็น จะต้องรับผิดชอบ เช่น การสร้างใหม่

กระบวนการ (บูรณะ)