Transcript PODZIAŁ KOMÓRKI ROŚLINNEJ - MITOZA CIĄGŁOŚĆ ŻYCIA JEST

PODZIAŁ KOMÓRKI ROŚLINNEJ - MITOZA
CIĄGŁOŚĆ ŻYCIA JEST UTRZYMYWANA DZIĘKI
WYTWARZANIU NOWYCH KOMÓREK W PROCESIE
PODZIAŁU. PODZIAŁ KOMÓRKI JEST POPRZEDZONY JEJ
WZROSTEM I WYTWORZENIEM KOPII WSZYSTKICH JEJ
SKŁADNIKÓW. DOTYCZY TO m.in. DNA, KTÓRY PRZED
KAŻDYM PODZIAŁEM ULEGA REPLIKACJI, A PODCZAS
PODZIAŁU ZOSTAJE PRECYZYJNIE ROZDZIELONY NA
DWIE RÓWNE CZĘŚCI PRZEKAZYWANE DO KOMÓREK
POTOMNYCH.
U ORGANIZMÓW EUKARIOTYCZNYCH PODZIAŁ KOMÓRKI JEST
POPRZEDZONY PODZIAŁEM JĄDRA, CZYLI KARIOKINEZĄ. W
TRAKCIE TEGO PROCESU DZIELĄ SIĘ CHROMOSOMY, KTÓRE
PRZEMIESZCZAJĄ SIĘ DO DWU JĄDER SIOSTRZANYCH. PROCES
TEN JEST NAZYWANY MITOZĄ.
JĄDRO MOŻE TEŻ PODZIELIĆ SIĘ BARDZIEJ BEZPOŚREDNIO W
PROCESIE ZWANYM AMITOZĄ. PODCZAS NIEJ ULEGA ONO PRZEWĘŻENIU I DZIELI SIĘ NA DWIE CZĘŚCI, CZĘSTO ZAWIERAJĄCE
RÓŻNE LICZBY CHROMOSOMÓW. PODZIAŁ TEN JEST PRZEWAŻNIE
OBJAWEM STARZENIA SIĘ I DEGENERACJI I NIE TOWARZYSZY MU
PODZIAŁ KOMÓRKI.
NAJCZĘSTSZYM SPOSOBEM PODZIAŁU JĄDRA JEST MITOZA. PO
NIEJ NASTĘPUJE PODZIAŁ CYTOPLAZMY – CYTOKINEZA.
NOWOPOWSTAŁE KOMÓRKI PRZECHODZĄ FAZĘ WZROSTU I
DOJRZEWANIA (PRZYGOTOWANIA).
PROCES ZACHODZĄCY OD POWSTANIA KOMÓRKI DO ZAKOŃCZENIA JEJ NOWEGO PODZIAŁU JEST NAZYWANY CYKLEM
KOMÓRKOWYM.
STOSUNKOWO DŁUGI OKRES MIĘDZYPODZIAŁOWY –
INTERFAZA, ROZPOCZYNA SIĘ FAZĄ G1. NAJWAŻNIEJSZYM
PROCESEM INTERFAZY JEST REPLIKACJA DNA, NAZWANA FAZĄ S
(OD SŁOWA SYNTEZA).
W ORGANIŹMIE DIPLOIDALNYM, KTÓRY POWSTAŁ Z POŁĄCZENIA DWU GAMET, KOMÓRKI MAJĄ PODWÓJNY ZESPÓŁ CHROMOSOMÓW OKREŚLANY JAKO 2n.
POZIOM DNA W KOMÓRKACH W FAZIE G1 OKREŚLA SIĘ JAKO
2C. PODCZAS FAZY „S” POZIOM TEN WZRASTA DO 4C.
RÓWNOLEGLE Z REPLIKACJĄ DNA ODBYWA SIĘ SYNTEZA
BIAŁEK HISTONOWYCH, A WIĘC NASTĘPUJE PODWOJENIE ILOŚCI
CHROMATYNY.
PO FAZIE S NASTĘPUJE FAZA G2, KTÓRA JEST OKRESEM
DALSZEGO WZROSTU KOMÓRKI I PRZYGOTOWANIA DO PODZIAŁU
JĄDRA.
PODZIAŁ KOMÓRKI – MITOZA ROZPOCZYNA SIĘ OD KONDENSACJI CHROMATYNY I WYODRĘBNIENIA SIĘ CHROMOSOMÓW. TEN
PIERWSZY ETAP MITOZY JEST NAZYWANY PROFAZĄ.
CHROMOSOMY SĄ W NIM PODZIELONE PODŁUŻNIE NA DWIE
CZĘŚCI – CHROMATYDY, POŁĄCZONE Z SOBĄ W MIEJSCU ZWANYM
PRZEWĘŻENIEM PIERWOTNYM ALBO CENTROMEREM.
CENTROMER DZIELI CHROMOSOM NA DWA PODŁUŻNE
RAMIONA. W POBLIŻU JEDNEGO Z KOŃCÓW CHROMOSOMU
WYSTĘPUJE CZASEM DODATKOWE PRZEWĘŻENIE WTÓRNE,
ODDZIELAJĄCE KRÓTKI ODCINEK NAZYWANY SATELITĄ. W
PRZEWŻENIU WTÓRNYM, PEŁNIĄCYM ROLĘ ORGANIZATORA
JĄDERKOWEGO WYSTĘPUJĄ GENY RYBOSOMALNEGO RNA
(rRNA).
W PROFAZIE NASTĘPUJE PRZEBUDOWA W CYTOPLAŹMIE
UKŁADU MIKROTUBUL, KTÓRE POJAWIAJĄ SIĘ W POBLIŻU JĄDRA I
ORGANIZUJĄ WE WRZECIONO MITOTYCZNE.
W NASTĘPNYM STADIUM MITOZY – W METAFAZIE, NA DWÓCH
PRZECIWLEGŁYCH BIEGUNACH KOMÓRKI POWSTAJE UKŁAD
MIKROTUBUL. CZĘŚĆ Z NICH PRZEBIEGA OD JEDNEGO BIEGUNA
KOMÓRKI DO DRUGIEGO – SĄ TO WŁÓKIENKA MIĘDZYBIEGUNOWE.
W CHROMOSOMACH, PO OBU STRONACH KAŻDEGO CENTROMERU
POJAWIA SIĘ ZGRUBIENIE ZWANE KINETOCHOREM. CZĘŚĆ WŁÓKIENEK WRZECIONA PRZYCZEPIA SIĘ DO KINETOCHORU – SĄ TO
WŁÓKIENKA KINETOCHOROWE. W METAFAZIE CHROMOSOMY
USTAWIAJĄ SIĘ W PŁASZCZYŹNIE RÓWNIKOWEJ KOMÓRKI,
TWORZĄC PŁYTKĘ METAFAZOWĄ.
W ANAFAZIE ROZPOCZYNA SIĘ PODZIAŁ CENTRO-
MERÓW I ROZDZIELANIE PAR KINETOCHORÓW. W
WYNIKU SKRACANIA SIĘ WŁÓKIEN WRZECIONA SIOSTRZANE CHROMATYDY ZOSTAJĄ ODCIĄGNIĘTE DO
JEDNEGO Z DWU BIEGUNÓW KOMÓRKI.
TELOFAZA JEST OSTATNIM STADIUM MITOZY, KTÓRE
NASTĘPUJE, GDY CHROMATYDY SIOSTRZANE, TERAZ
JUŻ JAKO CHROMOSOMY SIOSTRZANE, ZNAJDUJĄ SIĘ
NA DWÓCH BIEGUNACH WRZECIONA. WOKÓŁ KAŻDEJ
GRUPY CHROMOSOMÓW ZOSTAJE ODTWORZONA
OTOCZKA JĄDROWA, CHROMATYNA ZAŚ ULEGA
PONOWNIE DEKONDENSACJI, TWORZĄC DŁUGIE I
CIENKIE FIBRYLE CHROMATYNOWE. POZIOM DNA W
JĄDRZE WYNOSI 2C I JĄDRO WKRACZA W FAZĘ G1
INTERFAZY. PODZIAŁ CYTOPLAZMY – CYTOKINEZA
ROZPOCZYNA SIĘ JUŻ W TELOFAZIE.
JEŻELI ZAKŁÓCENIU ULEGA MITOZA, NIE WYKSZTAŁCA SIĘ WRZECIONO MITOTYCZNE I POZOSTAJE OTOCZ-
KA JĄDROWA, MOGĄ POWSTAĆ KOMÓRKI O ZWIELOKROTNIONEJ LICZBIE CHROMOSOMÓW, WYNOSZĄCEJ
4n, 8n, 16n itd.. ZAMIAST LICZBY 2n CHARAKTERYSTYCZ-
NEJ DLA KOMÓREK DIPLOIDALNYCH. TEGO RODZAJU
CYKL NAZYWA SIĘ ENDOMITOZĄ, A POWSTAŁE W JEGO
WYNIKU KOMÓRKI ENDOPLOIDALNYMI.
JEŻELI POMINIĘTA ZOSTAJE CAŁA MITOZA, CYKL
KOMÓRKOWY PRZEBIEGA WEDŁUG SCHEMATU G1 → S
→ G2 → G1… ZJAWISKO TO NOSI NAZWĘ ENDOREPLIKACJI, A JEJ WYNIKIEM JEST ZWIELOKROTNIENIE
POZIOMU DNA W KOMÓRCE DO 8C, 16C, 32 C itd.. i
POWSTANIE CHROMOSOMÓW OLBRZYMICH (POLITENICZNYCH) – DŁUGICH I GRUBYCH.
POWIELANIE RNA W ENDOREPLIKACJI CZY
ENDOMITOZIE POZWALA NA NASILENIE SYNTEZY
BIAŁKA I POWODUJE ZWIĘKSZENIE ROZMIARU
KOMÓREK.
REPLIKACJA W FAZIE S MOŻE OGRANICZAĆ SIĘ
TYLKO DO PEWNYCH ODCINKÓW DNA, CO POWODUJE
ZWIĘKSZENIE LICZBY KOPII TYLKO PEWNYCH GENÓW
BĘDĄCYCH MATRYCAMI DO SYNTEZY OKREŚLONYCH
RODZAJÓW RNA I BIAŁEK. ZJAWISKO TO JEST
NAZYWANE AMPLIFIKACJĄ (WZMOCNIENIEM).
AMPLIFIKACJA PEWNYCH ODCINKÓW MOŻE SPOWODOWAĆ NASILONĄ EKSPRESJĘ PEWNYCH CECH, np.
SZYBKI ROZWÓJ CHLOROPLASTÓW W KOMÓRKACH
MIĘKISZU ASYMILACYJNEGO
RÓŻNICOWANIE SIĘ KOMÓREK ROŚLINNYCH
POD POJĘCIEM RÓŻNICOWANIA SIĘ ROZUMIEMY
PROCES ROZWOJU KOMÓRKI MERYSTEMATYCZNEJ W
KOMÓRKĘ DOJRZAŁĄ OKREŚLONEGO TYPU, NIEKIEDY
BARDZO WYSPECJALIZOWANĄ, PRZY CZYM Z JEDNAKOWYCH KOMÓREK MERYSTEMATYCZNYCH MOGĄ
POWSTAWAĆ RÓŻNE RODZAJE DOJRZAŁYCH KOMÓREK, TKANEK I ORGANÓW.
ZDOLNOŚĆ DO PODZIAŁU PRZEZ CAŁY OKRES ŻYCIA
ROŚLINY MAJĄ KOMÓRKI EMBRIONALNE, ZWANE
MERYSTEMATYCZNYMI.
SĄ TO PRZEWAŻNIE KOMÓRKI MAŁE, OTOCZONE
CIENKĄ ŚCIANĄ PIERWOTNĄ, SĄ POZBAWIONE
CENTRALNEJ WODNICZKI, ZAŚ PROTOPLAST JEST
WYPEŁNIONY CYTOPLAZMĄ Z ORGANELLAMI I DOŚĆ
DUŻYM JĄDREM. Z KOMÓREK TYCH W WYNIKU
RÓŻNICOWANIA SIĘ POWSTAJĄ WSZYSTKIE INNE TYPY
KOMÓREK CIAŁA ROŚLINNEGO.
RÓŻNICOWANIE SIĘ KOMÓRKI ROZPOCZYNA SIĘ OD
ZAPRZESTANIA JEJ PODZIAŁÓW. JEŻELI CYKL KOMÓRKOWY ULEGA ZATRZYMANIU W FAZIE G1, RÓŻNICOWANIE SIĘ KOMÓREK NASTĘPUJE NA POZIOMIE DNA
WYNOSZĄCYM 2C, JEŻELI ZAŚ W FAZIE G2 – NA POZIOMIE 4C. JEŻELI CYKL ODBYWA SIĘ Z POMINIĘCIEM
CYTOKINEZY – POWSTAJĄ WIELOJĄDROWE
KOMÓRCZAKI (CENOCYTY).
JEŻELI ZAKŁÓCENIU ULEGA MITOZA, NIE WYKSZTAŁCA SIĘ WRZECIONO MITOTYCZNE I POZOSTAJE OTOCZ-
KA JĄDROWA, MOGĄ POWSTAĆ KOMÓRKI O ZWIELOKROTNIONEJ LICZBIE CHROMOSOMÓW, WYNOSZĄCEJ
4n, 8n, 16n itd.. ZAMIAST LICZBY 2n CHARAKTERYSTYCZ-
NEJ DLA KOMÓREK DIPLOIDALNYCH. TEGO RODZAJU
CYKL NAZYWA SIĘ ENDOMITOZĄ, A POWSTAŁE W JEGO
WYNIKU KOMÓRKI ENDOPLOIDALNYMI.
JEŻELI POMINIĘTA ZOSTAJE CAŁA MITOZA, CYKL
KOMÓRKOWY PRZEBIEGA WEDŁUG SCHEMATU G1 → S
→ G2 → G1… ZJAWISKO TO NOSI NAZWĘ ENDOREPLIKACJI, A JEJ WYNIKIEM JEST ZWIELOKROTNIENIE
POZIOMU DNA W KOMÓRCE DO 8C, 16C, 32 C itd.. i
POWSTANIE CHROMOSOMÓW OLBRZYMICH (POLITENICZNYCH) – DŁUGICH I GRUBYCH.
POWIELANIE RNA W ENDOREPLIKACJI CZY
ENDOMITOZIE POZWALA NA NASILENIE SYNTEZY
BIAŁKA I POWODUJE ZWIĘKSZENIE ROZMIARU
KOMÓREK.
REPLIKACJA W FAZIE S MOŻE OGRANICZAĆ SIĘ
TYLKO DO PEWNYCH ODCINKÓW DNA, CO POWODUJE
ZWIĘKSZENIE LICZBY KOPII TYLKO PEWNYCH GENÓW
BĘDĄCYCH MATRYCAMI DO SYNTEZY OKREŚLONYCH
RODZAJÓW RNA I BIAŁEK. ZJAWISKO TO JEST
NAZYWANE AMPLIFIKACJĄ (WZMOCNIENIEM).
AMPLIFIKACJA PEWNYCH ODCINKÓW MOŻE SPOWODOWAĆ NASILONĄ EKSPRESJĘ PEWNYCH CECH, np.
SZYBKI ROZWÓJ CHLOROPLASTÓW W KOMÓRKACH
MIĘKISZU ASYMILACYJNEGO