Məlumat

İrlandiya 2019 Mühazirə 17 və Müzakirə 11 - Biologiya

İrlandiya 2019 Mühazirə 17 və Müzakirə 11 - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hüceyrə bölünməsinə giriş

Bütün canlı sistemlərin təkamül məqsədi çoxalmaqdır. Həyatın əsas vahidi hüceyrə olduğundan və biz bilirik ki, - ən azı qismən Francesco Reidin sayəsində - həyatın yeni həyatı doğurduğunu - bu, valideyn hüceyrələrindən yeni hüceyrələrin yaradılması prosesinin olması deməkdir. Bir hüceyrənin həm tək, həm də çoxhüceyrəli orqanizmlər üçün bir və ya bir neçə yeni hüceyrə yaratması prosesinə ana hüceyrənin bölünməsi tələb olunur və buna bölünmə deyilir. Hüceyrə bölünməsi.

Design Challenge çərçivəsi nöqteyi-nəzərindən biz şərt edə bilərik ki, hüceyrə bölünməsinin böyük problemi hüceyrənin surətini çıxarmaqdır. Müvəffəqiyyət üçün bir şərt qız hüceyrələrinin canlı olmasını tələb edirsə, bir sıra alt problemlər müəyyən edilə bilər:

  1. Hüceyrə DNT-ni təkrarlamalıdır ki, hüceyrə bölünməsi başa çatdıqdan sonra ən azı iki hüceyrə funksional surətə malik olsun - biz bu prosesi artıq müzakirə etmişik.
  2. Hüceyrə hüceyrə tərkibinin qalan hissəsinin kifayət qədər surətini çıxarmalıdır ki, qız hüceyrələri canlı olsun və ya kopyalanan DNT-nin (hüceyrə məzmununun tam surəti olmasa belə) canlı olmasını təmin etmək üçün bir yol tapmalıdır.
  3. Hüceyrə replikasiya edilmiş hüceyrə tərkibini və DNT-ni ən azı iki müstəqil şəkildə bağlanmış bölmə arasında bölməlidir.
  4. Müvəffəqiyyəti təmin etmək üçün proses təkamül baxımından rəqabətli bir zamanda baş verməli və təkamül yolu ilə seçilən biokimyəvi resursların miqdarı ilə həyata keçirilməlidir.

Bu prosesin koordinasiyalı şəkildə baş verməsi ciddi tələb olmasa da, Təbiət prosesdəki bütün mərhələlərin yüksək koordinasiyalı şəkildə baş verdiyi sistemləri seçmişdir. Bu, hüceyrələrin yuxarıdakı siyahıda 4 nömrəli tələbi yerinə yetirməsinə kömək edir. Koordinasiya edilmiş proses və nəzarət mexanizmləri, ümumiyyətlə, adlanır hüceyrə dövrü. Bu termin hüceyrə bölünməsindən keçən hər hansı bir hüceyrənin istifadə etdiyi koordinat prosesini təsvir etmək üçün istifadə edilə bilər. Təbiəti müşahidə etdikdə görürük ki, o, iki əsas çoxalma üsulunu inkişaf etdirib: cinsi və aseksual. Bu çoxalma üsullarının hər birində biz həyatın bütün sahələrində tez-tez baş verən bir neçə əsas hüceyrə bölünməsi rejimini tapırıq. Biz bu rejimlərdən üçünü nəzərdən keçiririk: ikili parçalanma (əsasən təkhüceyrəli bakteriyalar və arxeyalar tərəfindən istifadə olunur), mitoz (çox vaxt eukariotlar tərəfindən cinsi çoxalma ilə əlaqəsi olmayan hüceyrə bölünməsi proseslərində istifadə olunur) və meioz (cinsi çoxalma ilə sıx bağlı olan hüceyrə bölünməsi prosesi). ). Bu prosesləri sonrakı bölmələrdə müzakirə edirik.

Şəkil. Təcrübəli birinci il seminar kursuna daxil olan birinci kurs UC Davis tələbələri, dizaynlarını "boyanmış" bir agar boşqabını mühəndislik süzgəci ilə yoxlayırlar. Escherschia coli. Dizaynlar yalnız bakteriyalar ikili parçalanma prosesi ilə çoxaldıqdan sonra aydın olur. UC Davis kampusunda praktiki tədqiqatlarda iştirak etmək imkanları çoxdur - məzun olmadan əvvəl iştirak etmək üçün vaxt ayırdığınızdan əmin olun. (Foto: bakalavr tələbəsi Daniel Oberbauer tərəfindən - 2017)

Bakteriyalarda və arxeylərdə hüceyrə bölünməsi

Bakteriyalar və Arxeya

Bütün digər həyat formaları kimi, bakteriyaların və arxeyaların da təkamülün əsas sürücüsü var: özlərini daha çox etmək. Tipik olaraq, bakterial və arxeal hüceyrələr böyüyür, DNT, ribosomlar və s. kimi bütün əsas hüceyrə tərkiblərini təkrarlayır, bu məzmunu paylayır və sonra təxminən eyni olan iki ana hüceyrəyə bölünür. Bu proses adlanır ikili parçalanma və aşağıdakı şəkildə prosesin ortasında göstərilir. Bəzi bakteriya növlərinin bir neçə alternativ reproduktiv strategiyadan istifadə etdiyi məlum olsa da, çoxlu nəsil və ya cücərti meydana gətirmək və bütün alternativ mexanizmlər hələ də yuxarıda göstərilən hüceyrə bölünməsi tələblərinə cavab verir - ikili parçalanma bakteriya və arxeya hüceyrə bölünməsi üçün laboratoriyada ən çox müşahidə edilən mexanizmdir. ona görə də biz müzakirəmizi yalnız bu mexanizmlərlə məhdudlaşdırırıq.

(Kənara: Bakteriyalarda ikili parçalanmaya alternativlər haqqında daha çox oxumaq istəyənlər bu linki yoxlamalıdırlar.)

Bakteriyalarda ikili parçalanma hüceyrənin orta nöqtəsinə yaxın hüceyrə divarına bağlanmış replikasiya mənşəyində DNT replikasiyası ilə başlayır. Hüceyrələrin birinci bölünməsi bitməzdən əvvəl yeni replikasiya çəngəlləri yarana bilər; bu fenomen son dərəcə sürətli çoxalma sürətinə imkan verir. Mənbə: http://biology.kenyon.edu/courses/bi...01/week01.html

İkili parçalanma

İkili parçalanma prosesi bakteriyalarda və arxelərdə hüceyrə bölünməsinin ən çox müşahidə edilən mexanizmidir (ən azı laboratoriyada öyrənilən kultivativlər). Aşağıda bəzi çubuqşəkilli bakteriyalarda baş verən prosesin təsviri verilmişdir:

DNT-nin replikasiyasını nəzərdən keçirməli olduğumuz üçün bakteriyalarda və arxeyalarda DNT replikasiyasına aid olan struktur xüsusiyyətlərdən biri onların genetik materialının nüvəyə daxil olmaması, əksinə hüceyrə daxilində xüsusi bir yeri, nukleoidi tutmasıdır. Üstəlik, nukleoidin DNT-si DNT-ni daha kiçik, mütəşəkkil bir quruluşa yığmağa kömək edən çoxsaylı zülallarla əlaqələndirilir. Diqqət yetirməli olan digər təşkilati xüsusiyyət, bakterial xromosomun adətən hüceyrənin orta nöqtəsində plazma membranına bağlanmasıdır. Replikasiyanın başlanğıc nöqtəsi mənşəyi, bu qoşma saytına yaxındır. Onu da xatırladaq ki, DNT-nin replikasiyası iki istiqamətlidir, replikasiya çəngəlləri ilgənin hər iki zolağında eyni vaxtda mənşədən uzaqlaşır. DNT-nin orta nöqtədə struktur düzülüşünə görə, bu o deməkdir ki, yeni qoşa zəncirlər əmələ gəldikdə, hər bir mənşə nöqtəsi hüceyrə divarının birləşməsindən hüceyrənin əks uclarına doğru hərəkət edir.

Bu DNT replikasiyası prosesi adətən hüceyrənin fiziki ölçülərinin böyüməsi ilə eyni vaxtda baş verir. Buna görə də, hüceyrə uzandıqca böyüyən membran xromosomların hüceyrələrin iki əks qütbünə doğru daşınmasına kömək edir. Xromosomlar uzanan hüceyrənin orta nöqtəsini təmizlədikdən sonra sitoplazma ayrılması başlayır.

Bir zülalın təkrarlanan vahidlərindən ibarət bir halqanın meydana gəlməsinə deyilir FtsZ (sitoskeletal zülal) iki yeni nukleoid arasında arakəsmənin əmələ gəlməsinə rəhbərlik edir. FtsZ halqasının formalaşması sahəyə yeni membran və hüceyrə divarı materiallarını cəlb etmək üçün birlikdə işləyən digər zülalların yığılmasına səbəb olur. Tədricən, a septum periferiyadan hüceyrənin mərkəzinə doğru uzanan nukleoidlər arasında əmələ gəlir. Yeni hüceyrə divarları yerində olduqda, qız hüceyrələr ayrılır.

Bakteriyalar və arxelər də daxil olmaqla prokaryotlar, nukleoid adlanan mərkəzi bölgədə yerləşən tək, dairəvi xromosoma malikdirlər.

Mümkün müzakirə

Replikasiya edən xromosomun hüceyrə membranına bağlanması replikasiya tamamlandıqdan sonra iki xromosomun bölünməsinə necə kömək edir?

Bu şəkillər prokaryotlarda ikili parçalanma mərhələlərini göstərir. (kredit: “Mcstrother”/Wikimedia Commons tərəfindən işin dəyişdirilməsi)

Bu proseslərə nəzarət

Təəccüblü deyil ki, ikili parçalanma prosesi əksər bakteriyalarda və arxeyalarda ciddi şəkildə idarə olunur. Təəccüblüdür ki, bəzi əsas molekulyar oyunçular bilinsə də, fəaliyyətlərin əlaqələndirilməsi üçün qərarların necə qəbul edildiyi barədə çox şey kəşf edilməli və başa düşülməlidir.

Eukaryotik Hüceyrə Dövrü və Mitoz

Hüceyrə dövrü bioloji sistemlər tərəfindən hüceyrə bölünməsini koordinasiya etmək üçün istifadə olunan hadisələrin ardıcıl ardıcıllığıdır. Eukariotlarda aseksual hüceyrə bölünməsi çoxlu məkan və müvəqqəti koordinasiya olunmuş hadisələri özündə cəmləşdirən hüceyrə dövrü ilə davam edir. Bunlara uzun bir hazırlıq dövrü daxildir interfaza və a mitotik M fazası adlanır. İnterfaza tez-tez daha çox adlandırılan fərqli alt fazalara bölünür G1, S, və G2 mərhələləri. Mitoz, təkrarlanan DNT-nin qız hüceyrələrə paylandığı mərhələdir və özü də çox vaxt beş fərqli mərhələyə bölünür: profilaktika, prometafaza, metafaza, anafaza, və telofaza. Mitoz tez-tez adlanan bir proseslə müşayiət olunur sitokinez, bu müddət ərzində qız hüceyrələrinin sitoplazmatik komponentləri ya aktin halqası (heyvan hüceyrələri) və ya hüceyrə plitəsinin əmələ gəlməsi (bitki hüceyrələri) ilə ayrılır. Bu fazalardan keçid nəzarət-buraxılış məntəqələri tərəfindən idarə olunur. Hüceyrə dövründə üç əsas nəzarət nöqtəsi var: biri G-nin sonuna yaxın1, G-də bir saniyə2–M keçidi, üçüncü isə metafaza zamanı. Bu tənzimləyici yoxlamalar hüceyrə dövrünün növbəti mərhələsinə uğurla keçmək üçün tələb olunan proseslərin tam başa çatdırılmasını və hüceyrə bölünməsinin növbəti mərhələsinə keçmək üçün kifayət qədər resursların olmasını təmin etməyə xidmət edir.

Hüceyrə dövrü

Aseksual yolla çoxaldan eukaryotik hüceyrələrdə hüceyrə dövrünün bir “dövrüsü” iki ümumi mərhələdən ibarətdir: interfaza, ardınca mitozsitokinez. İnterfaza, hüceyrənin ya yaşaya biləcəyi və bölünmədiyi və ya bölünməyə hazırlaşdığı hüceyrə dövrünün dövrüdür. Tam inkişaf etmiş çoxhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrələrin əksəriyyəti adətən interfazada olur. Mitoz təkrarlanan genetik materialın iki qız hüceyrəyə bölünməsi və ya paylanması ilə əlaqəli hüceyrə dövrünün nöqtəsidir. Mitoz zamanı hüceyrə nüvəsi parçalanır və iki yeni, tam funksional nüvə əmələ gəlir. Sitokinez sitoplazmanı iki fərqli hüceyrəyə ayıran prosesdir.

İnterfaza

G1 Faza

İnterfazanın birinci mərhələsi adlanır G1 mərhələsi, və ya ilk boşluq, çünki az dəyişiklik görünür. Bununla belə, G1 mərhələdə hüceyrə biokimyəvi səviyyədə kifayət qədər aktivdir. Hüceyrə xromosom DNT-nin və əlaqəli zülalların tikinti bloklarını toplayır, həmçinin nüvədəki hər bir xromosomu təkrarlamaq vəzifəsini yerinə yetirmək üçün kifayət qədər enerji ehtiyatı toplayır.

Hüceyrə nizamlı şəkildə bir sıra fazalardan keçir. İnterfaza zamanı G1 hüceyrə böyüməsini və zülal sintezini, S fazasında DNT replikasiyasını və sentrozomun replikasiyasını, G2 daha çox böyümə və protein sintezini əhatə edir. Mitotik faza interfazadan sonra gəlir. Mitoz, təkrarlanan xromosomların ayrılaraq qız nüvələrinə paylandığı nüvə bölünməsidir. Adətən hüceyrə mitozdan sonra sitoplazmanın bölündüyü və iki qız hüceyrəsinin meydana gəldiyi sitokinez adlı bir prosesdə bölünəcəkdir.

S mərhələsi

Bütün interfaza boyunca nüvə DNT-si yarı qatılaşdırılmış xromatin konfiqurasiyasında qalır. In S mərhələsi (sintez mərhələsi), DNT replikasiyası hər bir xromosomun iki eyni nüsxəsinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir—bacı xromatidlər- sentromer bölgəsinə möhkəm bağlanmışlar. Bu mərhələnin sonunda hər bir xromosom təkrarlanır.

Hüceyrələrdə istifadə edən orqanoidlər deyilir sentrosomlar, bu strukturlar tez-tez S fazasında təkrarlanır. Sentrosomlar bir cüt çubuqdan ibarətdir sentriollar bir-birinə düz bucaq altında oturan tubulin və digər zülallardan ibarətdir. İki nəticədə sentrosom yaranacaq mitotik mil, mitoz zamanı sonradan xromosomların hərəkətini təşkil edən aparat.

G2 Faza

Ərzində G2 mərhələsi, və ya ikinci boşluq, hüceyrə enerji ehtiyatlarını doldurur və xromosom manipulyasiyası üçün lazım olan zülalları sintez edir. Bəzi hüceyrə orqanoidləri çoxalır və sitoskeleton mitotik mil üçün resursları təmin etmək üçün sökülür. G zamanı əlavə hüceyrə artımı ola bilər2. Hüceyrə mitozun birinci mərhələsinə keçməzdən əvvəl mitoz faza üçün son hazırlıqlar tamamlanmalıdır.

G0 Faza

Bütün hüceyrələr klassik hüceyrə dövrü modelinə uyğun gəlmir ki, burada yeni yaranan qız hüceyrə dərhal interfazaya, daha sonra isə mitotik fazaya daxil olur. İçindəki hüceyrələr G0 mərhələsi bölməyə fəal hazırlaşmırlar. Hüceyrə hüceyrə siklini tərk edərək sakit (hərəkətsiz) mərhələdədir. Bəzi hüceyrələr G-yə daxil olur0 müvəqqəti olaraq xarici siqnal G-nin başlanğıcını tətikləyənə qədər1. Heç vaxt və ya nadir hallarda bölünməyən digər hüceyrələr, məsələn, yetkin ürək əzələsi və sinir hüceyrələri G0 daimi

Tez bir kənara: Hüceyrə dövrü zamanı xromosomların quruluşu

İnsan hüceyrə nüvəsindəki bütün 46 xromosomun DNT-si başdan-ayağa düzülsəydi, onun ölçüsü təxminən iki metr olardı; lakin onun diametri cəmi 2 nm olardı. Tipik bir insan hüceyrəsinin ölçüsünün təqribən 10 µm (bir metrə bərabər düzülmüş 100.000 hüceyrə) olduğunu nəzərə alsaq, DNT hüceyrənin nüvəsinə sığması üçün sıx şəkildə paketlənməlidir. Eyni zamanda, ifadə olunan genlər üçün də asanlıqla əlçatan olmalıdır. Hüceyrə dövrünün bəzi mərhələlərində DNT-nin uzun zəncirləri yığcam xromosomlara kondensasiya olunur. Xromosomların sıxılmasının bir neçə yolu var.

Təklif olunan müzakirə

Hüceyrədə (hüceyrə dövrünün hansı fazalarında) yüksək qatılaşdırılmış DNT görəcəyimizi nə vaxt gözləməliyik? DNT nə vaxt sıxılmamış qalacaq (hüceyrə dövrünün hansı fazalarında)?

Cüt zəncirli DNT histon zülallarının ətrafına sarılaraq “bir simdə muncuqlar” görünüşünə malik nukleosomlar əmələ gətirir. Nukleosomlar 30 nm xromatin lifinə bükülür. Hüceyrə mitoza məruz qaldıqda, xromosomlar daha da sıxlaşır.

Mitoz və Sitokinez

Ərzində mitotik faza, hüceyrə iki əsas prosesdən keçir. Birincisi, o, mitoz prosesini tamamlayır, bu müddət ərzində nüvənin tərkibi bərabər şəkildə ayrılır və onun iki yarısı arasında paylanır. Sitokinez sonra sitoplazma və hüceyrə gövdəsini iki yeni hüceyrəyə bölərək baş verir.

Qeyd

Mitozun əsas mərhələləri vizual olaraq bir-birindən fərqlənir və əvvəlcə bölünən hüceyrələri mikroskop altında görməklə görünə bilənlərlə xarakterizə olunurdu. Bəzi təlimatçılar sizdən hüceyrələrin şəkillərinə baxaraq və ya daha çox mitozun cizgi filmi təsvirini yoxlayaraq hər bir mərhələni ayırd edə bilmənizi xahiş edə bilər. Təlimatçınız bu mövzuda açıq deyilsə, bunun sizdən gözlənilməyəcəyini soruşmağı unutmayın.

Hüceyrə bölünməsinin mərhələləri eyni genetik materialın iki yeni nüvəyə ayrılmasına, sonra isə sitoplazmanın bölünməsinə nəzarət edir. Heyvan hüceyrələrinin mitozu beş mərhələyə bölünür - profilaktika, prometafaz, metafaza, anafaza və telofaza - burada flüoresan ilə işıq mikroskopiyası ilə görüntülənir. Mitoz adətən sitokinezlə müşayiət olunur, burada ötürücü elektron mikroskopla göstərilir. (kredit "diaqramları": Mariana Ruiz Villareal tərəfindən işin dəyişdirilməsi; kredit "mitoz mikroqrafikləri": Roy van Heesbeen tərəfindən işin dəyişdirilməsi; kredit "sitokinez mikroqrafı": Wadsworth Mərkəzi, NY Dövlət Səhiyyə Departamenti tərəfindən işin dəyişdirilməsi; hədiyyə edildi Wikimedia fondu; Matt Russell-dən miqyas çubuğu məlumatları)

Profaza

Profaza mitozun ilk mərhələsidir, bu müddət ərzində boş şəkildə yığılmış xromatin qıvrılır və görünən xromosomlara kondensasiya olunur. Profaza zamanı hər bir xromosom öz eyni partnyoru ilə görünür (bacı xromatid) birləşərək bacı xromatidlərin tanış X formasını əmələ gətirir. Bu mərhələdə nüvəcik erkən yox olur və nüvə zərfi də parçalanır.

Profaza zamanı əsas hadisə mikrotubulların böyüməsi üçün mənşə yerini ehtiva edən çox vacib bir quruluşa aiddir. Mikrotubulların uzandığı mənşə nöqtələri kimi xidmət edən sentriol adlanan hüceyrə quruluşları. Bu kiçik strukturlar da mitoz zamanı çox mühüm rol oynayır. A sentrozom birlikdə bir cüt sentrioldur. Hüceyrədə yan-yana iki sentrosom var və onlar profaza zamanı bir-birindən ayrılmağa başlayır. Sentrosomlar hüceyrənin iki fərqli tərəfinə köçdükcə, mikrotubullar bir-birinə uzanan iki əldən uzun barmaqlar kimi hər birindən uzanmağa başlayır. The mitotik mil sentrosomlardan və onların meydana çıxan mikrotubullarından ibarət quruluşdur.

Profazanın sonuna yaxın mitotik mildən olan mikrotubulların nüvə sahəsinə hücumu baş verir. Nüvə membranı parçalandı və mikrotubullar bacı xromatid cütlərinə bitişik olan sentromerlərə yapışdı. The kinetokor mitotik mil ilə bacı xromatidlər arasında bağlanma nöqtəsi olan sentromerdə zülal quruluşudur. Bu mərhələ profilaktika və metafaza arasında keçidi göstərmək üçün gec profilaktika və ya “prometafaz” adlanır.

Metafaza

Metafaza mitozun ikinci mərhələsidir. Bu mərhələdə bacı xromatidlər birləşmiş mikroborucuqları ilə hüceyrənin ortasında xətti müstəvidə düzülür. İndi hüceyrənin hər iki ucunda yerləşən sentrosomlar arasında metafaza lövhəsi əmələ gəlir. The metafaza lövhəsi bacı xromatidlərin yerləşdiyi milin mərkəzindən keçən təyyarənin adıdır. Mikrotubullar indi bacı xromatidləri ayırmağa və hər cütdən birini hüceyrənin hər tərəfinə gətirməyə hazırdır.

Anafaza

Anafaza mitozun üçüncü mərhələsidir. Anafaza bir neçə dəqiqə ərzində bacı xromatidlərin cütləri bir-birindən ayrılaraq yenidən fərdi xromosomlar əmələ gətirdikdə baş verir. Bu xromosomlar kinetokorları ilə hüceyrənin əks uclarına çəkilir, çünki mikrotubullar qısaldılır. Hüceyrənin hər ucu hər cüt bacı xromatiddən bir tərəfdaş alır və iki yeni qız hüceyrəsinin eyni genetik materialı ehtiva etməsini təmin edir.

Telofaz

Telofaz mitozun son mərhələsidir. Telofaz, bölünən hüceyrənin hər iki ucunda iki yeni qız nüvəsinin meydana gəlməsi ilə xarakterizə olunur. Bu yeni əmələ gələn nüvələr genetik materialı əhatə edir, bu da xromosomların sərbəst şəkildə yığılmış xromatinə qayıtması üçün açılır. Nüvəlilər də yeni nüvələrdə yenidən peyda olur və mitotik mil parçalanır, hər yeni hüceyrə DNT, orqanellər, membranlar və sentriollardan ibarət öz komplementini alır. Bu nöqtədə, sitokinez başladığı üçün hüceyrə artıq yarıya bölünməyə başlayır.

Sitokinez

Sitokinez mitotik fazanın ikinci hissəsidir, bu müddət ərzində hüceyrə bölünməsi sitoplazmatik komponentlərin iki qız hüceyrəyə fiziki ayrılması ilə tamamlanır. Mitozun mərhələləri əksər eukariotlar üçün oxşar olsa da, bitki hüceyrələri kimi hüceyrə divarları olan eukariotlar üçün sitokinez prosesi tamamilə fərqlidir.

Hüceyrə divarları olmayan heyvan hüceyrələri kimi hüceyrələrdə sitokinez anafazanın başlanğıcından sonra başlayır. Aktin filamentlərindən ibarət büzülmə halqası, keçmiş metafaza plitəsində plazma membranının içərisində meydana gəlir. Aktin filamentləri hüceyrənin ekvatorunu içəriyə çəkir və çat əmələ gətirir. Bu çat və ya “çat” adlanır dekolte şırım. Aktin halqası büzüldükcə şırım dərinləşir və nəticədə membran və hüceyrə iki yerə bölünür (aşağıdakı şəklə bax).

Bitki hüceyrələrində plazma membranını əhatə edən sərt hüceyrə divarları səbəbindən parçalanma şırımları mümkün deyil. Qız hüceyrələr arasında yeni hüceyrə divarı yaranmalıdır. İnterfaza zamanı Golgi aparatı veziküllərə parçalanmadan və bölünən hüceyrə boyunca dağılmadan əvvəl fermentləri, struktur zülalları və qlükoza molekullarını toplayır. Telofaz zamanı bu Golgi vezikülləri metafaza plitəsinə yığılmaq üçün mikrotubullar üzərində hərəkət edir. Orada veziküllər mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru birləşir; bu quruluş a adlanır hüceyrə lövhəsi. Daha çox vezikül birləşdikcə, hüceyrə lövhəsi hüceyrənin periferiyasında hüceyrə divarı ilə birləşənə qədər böyüyür. Fermentlər membran təbəqələri arasında yığılmış qlükozadan sellülozadan yeni hüceyrə divarı yaratmaq üçün istifadə edirlər. Golgi membranları yeni hüceyrə divarının hər iki tərəfində plazma membranına çevrilir (aşağıdakı şəkildə b panelinə baxın).

(a) hissəsində heyvan hüceyrəsindəki keçmiş metafaza lövhəsində parçalanma şırımları əmələ gəlir. Plazma membranı membranın içərisində büzüşən aktin liflərindən ibarət bir halqa ilə çəkilir. Hüceyrələr iki yerə sıxılana qədər parçalanma şırımı dərinləşir. (b) hissəsində Qolgi vezikülləri bitki hüceyrəsindəki keçmiş metafaza lövhəsində birləşir. Veziküllər birləşərək hüceyrə plitəsini əmələ gətirir. Hüceyrə plitəsi mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru böyüyür. Yeni hüceyrə divarları vezikül məzmunundan hazırlanır.

Cell Cycle Check Points

Qız hüceyrələrinin ana hüceyrənin demək olar ki, dəqiq dublikatları olması vacibdir. Xromosomların təkrarlanması və ya paylanmasındakı səhvlər anormal hüceyrədən yaranan hər yeni hüceyrəyə ötürülə bilən mutasiyalara səbəb olur. Təhlükəli hüceyrənin bölünməyə davam etməsinin qarşısını almaq üçün üç əsasda fəaliyyət göstərən daxili nəzarət mexanizmləri mövcuddur. hüceyrə dövrü nəzarət nöqtələri əlverişli şərait yaranana qədər hüceyrə dövrü dayandırıla bilər. Bu keçid məntəqələri G-nin sonuna yaxın baş verir1, G2–M keçidi və metafaza zamanı (aşağıdakı şəklə bax).

Hüceyrə dövrü üç nəzarət nöqtəsində idarə olunur. DNT-nin bütövlüyü G.-də qiymətləndirilir1 nəzarət məntəqəsi. Düzgün xromosom duplikasiyası G-də qiymətləndirilir2 nəzarət məntəqəsi. Hər bir kinetoxorun mil lifinə bağlanması M nəzarət məntəqəsində qiymətləndirilir.

G1 Nəzarət Məntəqəsi

G1 nəzarət nöqtəsi hüceyrə bölünməsinin DNT replikasiyasının baş verdiyi S fazasına keçməsi üçün bütün şərtlərin əlverişli olub olmadığını müəyyən edir. G1 Məhdudiyyət nöqtəsi də adlandırılan nəzarət nöqtəsi, hüceyrənin geri dönməz şəkildə hüceyrə bölünməsi prosesinə qoşulduğu nöqtədir. Adekvat ehtiyatlara və hüceyrə ölçüsünə əlavə olaraq, G-də genomik DNT-nin zədələnməsi üçün yoxlama aparılır.1 nəzarət məntəqəsi. Bütün tələblərə cavab verməyən hüceyrə S fazasına buraxılmayacaq.

G2 Nəzarət Məntəqəsi

G2 müəyyən şərtlər yerinə yetirilmədikdə, nəzarət nöqtəsi mitotik fazaya girişi maneə törədir. G-də olduğu kimi1 nəzarət nöqtəsi, hüceyrə ölçüsü və zülal ehtiyatları qiymətləndirilir. Bununla belə, ən mühüm rolu G2 nəzarət nöqtəsi bütün xromosomların təkrarlanmasını və replikasiya edilmiş DNT-nin zədələnməməsini təmin etməkdir.

M Nəzarət Məntəqəsi

M nəzarət nöqtəsi mitozun metafaza mərhələsinin sonuna yaxın baş verir. M nəzarət nöqtəsi həm də mili yoxlama nöqtəsi kimi tanınır, çünki o, bütün bacı xromatidlərin mili mikrotubullarına düzgün şəkildə bağlanıb-bağlanmadığını müəyyən edir. Anafaza zamanı bacı xromatidlərin ayrılması geri dönməz mərhələ olduğundan, hər bir cüt bacı xromatidin kinetokorları hüceyrənin əks qütblərindən yaranan mil liflərinə möhkəm bağlanana qədər dövr davam etməyəcək.

Qeyd

G-də baş verənlərə baxın1, G2Hüceyrə dövrünün bu animasiyasını ziyarət edərək , və M nəzarət nöqtələri.

Hüceyrə dövrü nəzarətdən çıxdıqda

Əksər insanlar xərçəng və ya şişlərin davamlı olaraq çoxalan anormal hüceyrələrdən qaynaqlandığını başa düşürlər. Anormal hüceyrələr dayanmadan bölünməyə davam edərsə, ətrafdakı toxumaları zədələyə, bədənin digər hissələrinə yayıla və nəticədə ölümlə nəticələnə bilər. Sağlam hüceyrələrdə hüceyrə dövrünün sıx tənzimləmə mexanizmləri bunun baş verməsinin qarşısını alır, hüceyrə dövrünə nəzarətin uğursuzluğu isə arzuolunmaz və həddindən artıq hüceyrə bölünməsinə səbəb ola bilər. Nəzarətin uğursuzluğu müəyyən “dayan” və “get” siqnallarının funksiyasını pozan irsi genetik anormallıqlar nəticəsində yarana bilər. DNT-yə zərər verən ətraf mühitin pozulması da bu siqnallarda disfunksiyaya səbəb ola bilər. Çox vaxt həm genetik meylin, həm də ətraf mühit faktorlarının birləşməsi xərçəngə səbəb olur.

Hüceyrənin normal idarəetmə sistemindən qaçaraq xərçəngə çevrilməsi prosesi əslində bütün bədəndə olduqca tez-tez baş verə bilər. Xoşbəxtlikdən, immunitet sisteminin müəyyən hüceyrələri xərçəngə çevrilmiş hüceyrələri tanımağa və onları məhv etməyə qadirdir. Bununla belə, bəzi hallarda xərçəng hüceyrələri aşkar edilmədən qalır və çoxalmağa davam edir. Yaranan şiş ətrafdakı toxumalar üçün təhlükə yaratmırsa, onun xoşxassəli olduğu və adətən asanlıqla çıxarıla biləcəyi deyilir. Zərər verə bilirsə, şiş bədxassəli hesab olunur və xəstəyə xərçəng diaqnozu qoyulur.

Homeostatik balanssızlıqlar: Xərçəng Homeostatik balanssızlıqdan yaranır

Xərçəng çox müxtəlif genetik və ekoloji səbəblərdən yarana bilən son dərəcə mürəkkəb bir vəziyyətdir. Tipik olaraq, hüceyrənin DNT-sindəki normal hüceyrə dövrünə nəzarət sistemlərini pozan mutasiyalar və ya aberrasiyalar xərçəngli şişlərə səbəb olur. Hüceyrə dövrünə nəzarət düzgün hüceyrə funksiyasını və sağlamlığını qoruyan bir homeostatik mexanizmin nümunəsidir. Hüceyrə dövrünün fazaları ilə irəliləyərkən, çox sayda hüceyrədaxili molekullar növbəti mərhələyə doğru hərəkəti tənzimləmək üçün dayanma və getmə siqnalları verir. Bu siqnallar mürəkkəb bir tarazlıqda saxlanılır ki, hüceyrə yalnız hazır olduqdan sonra növbəti mərhələyə keçsin. Hüceyrə dövrünün bu homeostatik nəzarəti avtomobilin kruiz kontrolu kimi düşünülə bilər. Sürücü əyləcə basmayınca, kruiz kontrolu istədiyiniz sürəti saxlamaq üçün daima lazımi miqdarda sürətlənmə tətbiq edəcək, bu halda avtomobil yavaşlayacaq. Eynilə, hüceyrənin tərkibinə siklinlər kimi hüceyrəni öz dövrəsində irəliyə doğru itələyən molekulyar xəbərçilər var.

Siklinlərə əlavə olaraq, proto-onkogenlər adlanan genlər tərəfindən kodlanan zülallar sinfi hüceyrə dövranını tənzimləyən və onu irəli aparan mühüm siqnallar verir. Proto-onkogen məhsulların nümunələrinə böyümə faktorları üçün hüceyrə səthi reseptorları və ya hüceyrə siqnalı verən molekullar, DNT replikasiyasını və hüceyrə bölünməsini təşviq edə bilən molekulların iki sinfi daxildir. Bunun əksinə olaraq, şiş bastırıcı genlər kimi tanınan genlərin ikinci sinfi hüceyrə dövrü ərzində dayandırma siqnalları göndərir. Məsələn, şişi bastıran genlərin müəyyən zülal məhsulları DNT ilə bağlı potensial problemlərə işarə edir və beləliklə, hüceyrənin bölünməsini dayandırır, digər zülallar isə hüceyrə bərpa oluna bilməyəcək dərəcədə zədələnərsə, ölmək üçün siqnal verir. Bəzi şiş bastırıcı zülallar həmçinin kifayət qədər ətrafdakı hüceyrə sıxlığına işarə edir ki, bu da hüceyrənin hazırda bölünməsinə ehtiyac olmadığını göstərir. Sonuncu funksiya şiş böyüməsinin qarşısını almaqda müstəsna əhəmiyyət kəsb edir: normal hüceyrələr "təmas inhibe" adlı bir fenomen nümayiş etdirir; beləliklə, qonşu hüceyrələrlə geniş hüceyrə təması daha da hüceyrə bölünməsini dayandıran bir siqnala səbəb olur.

Bu iki ziddiyyətli gen sinfi, proto-onkogenlər və şiş bastırıcı genlər müvafiq olaraq hüceyrənin öz “kruiz-kontrol sisteminin” sürətləndiricisi və əyləc pedalı kimidir. Normal şəraitdə bu dayanma və getmə siqnalları homeostatik tarazlıqda saxlanılır. Ümumiyyətlə, hüceyrənin kruiz-kontrolunun idarəetməni itirməsinin iki yolu var: nasaz (həddindən artıq aktiv) sürətləndirici və ya nasaz (az aktiv) əyləc. Proto-onkogenlər mutasiya nəticəsində pozulduqda və ya başqa bir şəkildə dəyişdirildikdə onkogenlərə çevrilə bilər, hansı ki, onkoproteinlər istehsal edir ki, onlar hüceyrəni öz tsiklində irəliyə itələyir və hətta arzuolunmaz olduqda belə hüceyrə bölünməsini stimullaşdırır. Məsələn, DNT-nin geniş zədələnməsi səbəbindən özünü məhv etmək üçün proqramlaşdırılmalı olan bir hüceyrə (apoptoz adlanan proses) əvəzində onkoprotein tərəfindən çoxalmağa səbəb ola bilər. Digər tərəfdən, disfunksiyalı bir şiş bastırıcı gen hüceyrəni lazımi dayanma siqnalı ilə təmin edə bilməyəcək və bu da arzuolunmaz hüceyrə bölünməsi və yayılması ilə nəticələnə bilər.

Çoxsaylı proto-onkogenlər və şiş bastırıcı genlər arasında incə homeostatik tarazlıq hüceyrə dövrünə zərif şəkildə nəzarət edir və yalnız sağlam hüceyrələrin çoxalmasını təmin edir. Buna görə də, bu homeostatik tarazlığın pozulması anormal hüceyrə bölünməsinə və xərçəng böyüməsinə səbəb ola bilər.

Cinsi çoxalma

Cinsi çoxalma eukaryotik hüceyrələrin meydana çıxmasından sonra erkən təkamül yeniliyi idi. Eukariotların əksəriyyətinin cinsi yolla çoxalması onun təkamül uğurunun sübutudur. Bir çox heyvanda bu, yeganə çoxalma üsuludur. Bununla belə, elm adamları cinsi çoxalmanın bəzi real mənfi cəhətlərini tanıyırlar. Zahirən, genetik cəhətdən valideynlə eyni olan nəsillər daha üstünlüklü görünə bilər. Əgər ana orqanizm uğurla yaşayış yerini tutursa, eyni xüsusiyyətlərə malik olan nəsillər də eyni dərəcədə uğurlu olacaqdır. Aseksual qönçələnmə, parçalanma və ya aseksual yumurta ilə nəsil yarada bilən bir orqanizmin açıq faydası da var. Bu çoxalma üsulları əks cinsdən başqa bir orqanizm tələb etmir. Həyat yoldaşı tapmaq və ya cəlb etmək üçün enerji sərf etməyə ehtiyac yoxdur. Bu enerji daha çox nəsil yetişdirməyə sərf edilə bilər. Həqiqətən, tək həyat tərzi sürən bəzi orqanizmlər cinsiyyətsiz çoxalma qabiliyyətini qoruyub saxlamışdır. Bundan əlavə, aseksual populyasiyalarda hər bir fərd çoxalma qabiliyyətinə malikdir. Bunun əksinə olaraq, cinsi populyasiyalardakı erkəklər (əhalinin yarısı) özləri nəsil vermirlər. Bu səbəbdən aseksual populyasiya nəzəri olaraq cinsi populyasiyadan iki dəfə sürətlə böyüyə bilər. Bu o deməkdir ki, rəqabətdə aseksual əhalinin üstünlüyü olacaq. Cinsi çoxalmanın mənfi cəhətləri olan aseksual çoxalmanın bütün bu üstünlükləri cinsi çoxalma ilə növlərin sayının daha çox olması mənasını verməlidir.

Bununla belə, yalnız aseksual çoxalmadan asılı olan çoxhüceyrəli orqanizmlər nadirdir.

Bəs niyə cinsi çoxalma bu qədər yaygındır?

Bu, biologiyanın vacib suallarından biridir və XX əsrin ikinci yarısından indiyə qədər bir çox tədqiqatın diqqət mərkəzində olmuşdur. Ehtimal edilən bir izahat budur ki, cinsi çoxalmanın nəsillər arasında yaratdığı variasiya həmin nəslin sağ qalması və çoxalması üçün çox vacibdir. Aseksual orqanizmlərdə genetik dəyişkənliyin yeganə mənbəyi mutasiyadır. Cinsi yolla çoxalan orqanizmlərdə valideynlər öz unikal genomlarını birləşdirdikdə mutasiyalar nəsillər arasında davamlı olaraq dəyişdirilir və genlər müxtəlif birləşmələrə qarışdırılır. meioz.

Qırmızı Kraliça hipotezi

Şübhə yoxdur ki, cinsi çoxalma bu mexanizmdən nəsil çıxarmaq üçün istifadə edən orqanizmlərə təkamül üstünlükləri verir. Problemli sual budur ki, nə üçün hətta zahirən sabit görünən şəraitdə belə, cinsi çoxalma daha çətin olduğu və ayrı-ayrı orqanizmlər üçün daha az nəslin əmələ gətirdiyi halda davam edir? Variasiya cinsi çoxalmanın nəticəsidir, lakin davamlı dəyişkənlik nə üçün lazımdır? İlk dəfə 1973-cü ildə Leigh Van Valen tərəfindən təklif edilən Qırmızı Kraliça hipotezinə daxil olun.1 Konsept Lyuis Kerrollun kitabında Qırmızı Kraliça irqinə istinad edərək adlandırılmışdır. Aynadan, burada Qırmızı Kraliça birinin olduğu yerdə qalmaq üçün tam sürətlə qaçmalı olduğunu söylədi.

Bütün növlər digər orqanizmlərlə birlikdə inkişaf edir. Məsələn, yırtıcılar ovları ilə, parazitlər isə sahibləri ilə birlikdə təkamülləşirlər. Yırtıcılar və onların ovları arasında birgə təkamülün əlamətdar nümunəsi gecə uçan yarasaların və onların güvə ovunun unikal uyğunlaşmasıdır. Yarasalar ovlarını yüksək səsli kliklər çıxararaq tapırlar, lakin güvələr yarasalardan qaçmaq üçün bu klikləri eşitmək üçün sadə qulaqlar inkişaf etdiriblər. Güvələr ilk dəfə eşidəndə yarasadan uçmaq və ya yarasa üzərlərində olduqda qəfil yerə düşmək kimi davranışları da uyğunlaşdırıblar. Yarasalar güvənin eşitməsindən yayınmaq üçün "sakit" kliklər inkişaf etdirdilər. Bəzi güvələr, yarasaların əks-səda vermə qabiliyyətlərini çaşdırmaq strategiyası olaraq, yarasaların kliklərinə öz klikləri ilə cavab vermək qabiliyyətini inkişaf etdirdilər.

Əlverişli variasiya ilə əldə edilən hər bir kiçik üstünlük, bir növə yaxın rəqiblər, yırtıcılar, parazitlər və ya hətta yırtıcılar üzərində üstünlük verir. Birgə təkamüldə olan növlərin öz ehtiyat payını saxlamağa imkan verəcək yeganə üsul həm də onun yaşamaq və nəsil yaratmaq qabiliyyətini daim təkmilləşdirməkdir. Bir növ üstünlük qazandıqca, digər növlər də üstünlük əldə etməlidirlər, əks halda onlar rəqabətdən üstün olacaqlar. Heç bir tək növ çox irəli getmir, çünki cinsi çoxalmanın nəsilləri arasında genetik variasiya bütün növlərə uyğunlaşdırılmış fərdlər yaratmaq mexanizmini təmin edir. Fərdləri ayaqlaşa bilməyən növlər nəsli kəsilir. Qırmızı Kraliçanın məftunedici ifadəsi belə idi: "Eyni yerdə qalmaq üçün bütün qaçış lazımdır." Bu, rəqabət aparan növlər arasında birgə təkamülün uyğun təsviridir.

Meioz

Cinsi çoxalma tələb olunur mayalanma, iki ayrı orqanizmdən iki hüceyrənin birləşməsi. Əgər bu iki hüceyrənin hər birində bir dəst xromosom varsa, onda yaranan hüceyrə iki dəst xromosom ehtiva edir. haploid hüceyrələrdə bir xromosom dəsti var, diploid hüceyrələrdə iki xromosom dəsti var. Hüceyrədəki xromosom dəstlərinin sayı onun adlanır ploidy səviyyə. Əgər reproduktiv dövr davam edəcəksə, mayalanma yenidən baş verməzdən əvvəl diploid hüceyrə hansısa şəkildə xromosom dəstlərinin sayını azaltmalıdır, yoxsa hər nəsildə xromosom dəstlərinin sayında davamlı olaraq ikiqat artım olacaq. Beləliklə, gübrələmə ilə yanaşı, cinsi çoxalmaya xromosom dəstlərinin sayını azaldan bir nüvə bölünməsi daxildir.

adlanan haploid hüceyrələri meydana gətirən nüvə bölünməsi meioz, mitoz ilə əlaqədardır. Mitozda həm ana, həm də qız nüvələri eyni ploid səviyyəsindədir - əksər bitki və heyvanlar üçün diploid. Meyoz mitozla eyni mexanizmlərdən çox istifadə edir. Bununla belə, başlanğıc nüvə həmişə diploiddir və meiotik hüceyrə bölünməsinin sonunda nəticələnən nüvələr haploiddir. Xromosom sayında bu azalmaya nail olmaq üçün meioz xromosomların bir çoxalması və iki dövrə nüvə bölünməsindən ibarətdir. Bölünmə mərhələlərinin hər birində baş verən hadisələr mitoz hadisələrinin analoqu olduğu üçün eyni mərhələ adları verilir. Bununla belə, bölünmənin iki mərhələsi olduğu üçün əsas proses və mərhələlər “I” və ya “II” ilə təyin olunur. Beləliklə, meioz I meyoz bölünmənin birinci mərhələsidir və I profaza, prometafaz I və s.-dən ibarətdir. Meioz II, meyotik bölünmənin ikinci raundunun baş verdiyi profilaktika II, prometafaz II və s.

Meioz I

Meyozdan əvvəl G-dən ibarət interfaza keçir1, S və G2 mitozdan əvvəlki fazalarla demək olar ki, eyni olan fazalar.

Profaza I

I profilaktika fazasının əvvəlində, xromosomlar mikroskopik olaraq aydın şəkildə görünməzdən əvvəl, homoloji xromosomlar uclarında zülallarla nüvə zərfinə yapışdırılır. Homoloji xromosomlar oxşar xromosomlardır, lakin eyni deyil. Məsələn, ananızdan 12-ci xromosom və atanızdan gələn 12-ci xromosom hər iki hüceyrənizin içərisində olacaq. Hər bir xromosom 12 eyni genləri ehtiva edir, adətən eyni yerlərdə, lakin hər bir gen fərqli bir allel ola bilər. Ananızdan 12-ci xromosomda A geni R' alleli, atanızdan 12-ci xromosomda A geni isə allel r ola bilər. İnsanlar kimi növlərdə X və Y cinsiyyət xromosomları homolog olmasa da (genlərinin əksəriyyəti fərqlidir), onlar X və Y xromosomlarının I profilaktika zamanı cütləşməsinə imkan verən kiçik bir homologiya bölgəsinə malikdirlər. Qismən sinaptonemal kompleks yalnız homologiya regionları arasında inkişaf edir. Meyoz prosesini izləyərkən homoloji xromosomların nə olduğunu başa düşmək çox vacib olacaq.

DNT replikasiyasından əvvəl iki homoloji xromom göstərilir. Hər bir xromosomda yerləri işarələnmiş üç gen var. Homoloji xromosomlar eyni genləri ehtiva edir, lakin eyni deyil. Onların hər biri hər bir genin müxtəlif allellərini ehtiva edə bilər.
Mənbə: http://mrphome.net/mrp/Homologous_Chromosome.html

Nüvə zərfi parçalanmağa başlayanda homoloji xromosomlarla əlaqəli zülallar cütü bir-birinə yaxınlaşdırır. The sinaptonemal kompleks, homoloji xromosomlar arasında zülallardan ibarət qəfəs əvvəlcə müəyyən yerlərdə əmələ gəlir və sonra xromosomların bütün uzunluğunu əhatə edəcək şəkildə yayılır. Homoloji xromosomların sıx cütləşməsi deyilir sinaps. Sinapsisdə homoloji xromosomların xromatidlərindəki genlər bir-biri ilə dəqiq uyğunlaşdırılır. Sinaptonemal kompleks, bacı olmayan homoloji xromatidlər arasında xromosom seqmentlərinin mübadiləsini dəstəkləyir, bu prosesə keçid adlanır. Crossing over kimi mübadilədən sonra vizual olaraq müşahidə edilə bilər chiasmata (tək = chiasma) (aşağıdakı şəklə bax).

Profaza I-də homoloji xromosomlar birləşərək sinaps əmələ gətirirlər. Xromosomlar sinaptonemal kompleks adlanan zülal şəbəkəsi və sentromerdəki kohezin zülalları ilə bir-birinə sıx və mükəmməl uyğunlaşdırılır.

Sinaptonemal kompleks boyunca fasilələrlə yerləşən böyük protein birləşmələri adlanır rekombinasiya düyünləri. Bu məclislər sonrakı xiazmatanın nöqtələrini qeyd edir və çoxmərhələli prosesə vasitəçilik edir krossover-və ya genetik rekombinasiya - qardaş olmayan xromatidlər arasında. Hər bir xromatiddəki rekombinasiya düyününün yaxınlığında ikiqat zəncirli DNT parçalanır, kəsilmiş uclar dəyişdirilir və bacı olmayan xromatidlər arasında yeni əlaqə yaranır. Profaza I irəlilədikcə sinaptonemal kompleks parçalanmağa başlayır və xromosomlar sıxlaşmağa başlayır. Sinaptonemal kompleks yox olduqda, homoloji xromosomlar sentromerdə və xiazmada bir-birinə bağlı qalırlar. Xiasmata I anafazaya qədər qalır. Xiazmataların sayı növlərə və xromosomun uzunluğuna görə dəyişir. Meyoz I zamanı homoloji xromosomların düzgün ayrılması üçün hər bir xromosomda ən azı bir xiazma olmalıdır, lakin onların sayı 25-ə qədər ola bilər. Krossoverdən sonra sinaptonemal kompleks parçalanır və homolog cütlər arasında kohezin əlaqəsi də aradan qaldırılır. I profazanın sonunda cütlər yalnız xiazmata (aşağıdakı şəkil) bir yerdə tutulur və adlanır. tetradlar çünki hər bir cüt homolog xromosomun dörd bacı xromatidi indi görünür.

Krossover hadisələri meiozun yaratdığı nüvələrdə genetik dəyişkənliyin ilk mənbəyidir. Homoloji bacı olmayan xromatidlər arasında tək krossover hadisəsi ana xromosomu və ata xromosomu arasında ekvivalent DNT-nin qarşılıqlı mübadiləsinə səbəb olur. İndi, bu bacı xromatidi bir gamet hüceyrəsinə köçürüldükdə, fərdin bir valideynindən bəzi DNT və digər valideyndən bir qədər DNT daşıyacaq. Bacı rekombinant xromatidi krossoverdən əvvəl mövcud olmayan ana və ata genlərinin birləşməsinə malikdir. Xromosomun qolunda çoxlu krossoverlər eyni təsirə malikdir, rekombinant xromosomlar yaratmaq üçün DNT seqmentlərini mübadilə edir.

Krossover homoloji xromosomların bacı olmayan xromatidləri arasında baş verir. Nəticədə homoloji xromosomlar arasında genetik material mübadiləsi baş verir.

Mümkün müzakirə

Meyozun I Profazası ilə Mitozun Profazası arasındakı əsas fərqlər nələrdir?

Prometafaza I

Prometafaza I-də əsas hadisə mil lifi mikrotubullarının sentromerlərdə kinetoxor zülallarına bağlanmasıdır. Kinetoxor zülalları xromosomun sentromerlərini mitotik milin mikrotubullarına bağlayan multiprotein kompleksləridir. Mikrotubullar hüceyrənin əks qütblərində yerləşdirilmiş sentrosomlardan böyüyür. Mikrotubullar hüceyrənin ortasına doğru hərəkət edir və birləşmiş iki homoloji xromosomdan birinə bağlanır. Mikrotubullar hər bir xromosomun kinetokorlarına bağlanır. Homoloji cütün hər bir üzvü hüceyrənin əks qütblərinə bağlandıqda, növbəti mərhələdə mikrotubullar homoloji cütü bir-birindən ayıra bilir. Kinetokora bağlanmış mil lifinə kinetokor mikrotubulu deyilir. I prometafazanın sonunda hər tetrad hər iki qütbdən mikrotubullara birləşir, hər qütbün qarşısında bir homoloji xromosom olur. Homoloji xromosomlar hələ də xiazmada bir yerdə saxlanılır. Bundan əlavə, nüvə membranı tamamilə parçalanıb.

I metafaza

I metafaza zamanı homoloji xromosomlar hüceyrənin mərkəzində kinetoxorlar əks qütblərə baxaraq düzülür. Homoloji cütlər təsadüfi olaraq ekvatorda orientasiya edirlər. Məsələn, 1-ci xromosomun iki homoloji üzvü a və b ilə işarələnirsə, o zaman xromosomlar a-b və ya b-a düzülə bilər. Bu, gamet tərəfindən daşınan genlərin müəyyən edilməsində vacibdir, çünki hər biri yalnız iki homoloji xromosomdan birini alacaq. Buna deyilir Müstəqil çeşid. Xatırladaq ki, homoloji xromosomlar eyni deyil, onların genetik məlumatlarında cüzi fərqlər var ki, bu da hər gametin özünəməxsus genetik quruluşa malik olmasına səbəb olur.

Bu təsadüfilik nəsillərdə genetik dəyişkənliyin ikinci formasının yaradılması üçün fiziki əsasdır. Nəzərə alın ki, cinsi yolla çoxalmış orqanizmin homoloji xromosomları əvvəlcə hər bir valideyndən bir olmaqla iki ayrı dəst kimi miras alınır. Nümunə olaraq insanlardan istifadə edərək, ananın bağışladığı yumurtada 23 xromosomdan ibarət bir dəst var. Ata yumurtanı mayalandıran spermada 23 xromosomun digər dəstini təmin edir. Çoxhüceyrəli nəslin hər bir hüceyrəsi orijinal iki homoloji xromosom dəstinin surətlərinə malikdir. Meyozun I profilaktikasında homoloji xromosomlar tetradları əmələ gətirir. I metafazada bu cütlər hüceyrənin iki qütbü arasında orta nöqtədə düzülür və metafaza lövhəsini əmələ gətirir. Mikrotubul lifinin ana və ya ata tərəfindən irsi xromosomla qarşılaşma şansı bərabər olduğundan, metafaza lövhəsində tetradların düzülüşü təsadüfi olur. Anadan miras qalan hər hansı bir xromosom hər iki qütblə üzləşə bilər. Atadan miras qalan hər hansı bir xromosom da hər iki qütblə üzləşə bilər. Hər bir tetradın oriyentasiyası digər 22 tetradın oriyentasiyasından asılı deyil.

Bu hadisə - metafaza lövhəsində homolog xromosomların təsadüfi (və ya müstəqil) çeşidi - gametlərə və ya sporlara variasiya təqdim edən ikinci mexanizmdir. Meyoz keçirən hər bir hüceyrədə tetradların düzülüşü fərqlidir. Dəyişikliklərin sayı dəsti təşkil edən xromosomların sayından asılıdır. Metafaza lövhəsində oriyentasiya üçün iki imkan var; buna görə də mümkün hizalanmaların sayı 2-ə bərabərdirn, harada n dəst başına xromosomların sayıdır. İnsanlarda 23 cüt xromosom var ki, bu da səkkiz milyondan çox (223) mümkün genetik cəhətdən fərqli gametlər. Bu rəqəmə əvvəllər krossover yolu ilə bacı xromatidlərdə yaradılmış dəyişkənlik daxil deyil. Bu iki mexanizmi nəzərə alsaq, meioz nəticəsində yaranan hər hansı iki haploid hüceyrənin eyni genetik tərkibə malik olması ehtimalı çox azdır (aşağıdakı şəklə bax).

I meyozun genetik nəticələrini ümumiləşdirmək üçün ana və ata genləri I profilaktika zamanı hər bir homoloji cüt arasında baş verən krossover hadisələrlə rekombinasiya olunur. Bundan əlavə, metafaza lövhəsində tetradların təsadüfi çeşidi ana və ata xromosomlarının unikal birləşməsini yaradır. bu, gametlərə daxil olacaq.

I metafaza zamanı təsadüfi, müstəqil çeşid iki xromosom dəsti (n = 2) olan bir hüceyrəni nəzərdən keçirməklə nümayiş etdirilə bilər. Bu halda, metafaza I-də ekvator müstəvisində iki mümkün tənzimləmə mövcuddur. Müxtəlif gametlərin ümumi mümkün sayı 2n-dir, burada n çoxluqdakı xromosomların sayına bərabərdir. Bu nümunədə gametlər üçün dörd mümkün genetik birləşmə var. İnsan hüceyrələrində n = 23 ilə ata və ana xromosomlarının 8 milyondan çox mümkün kombinasiyası mövcuddur.

Anafaza I

Anafaza I-də mikrotubullar əlaqəli xromosomları bir-birindən ayırır. Bacı xromatidlər sentromerdə bir-birinə sıx bağlıdır. Birləşdirilmiş kinetokorlara birləşən mikrotubullar homoloji xromosomları bir-birindən ayırdığından, xiazmata I anafazada parçalanır.

Mümkün müzakirə

Mitozun Anafazası ilə müqayisədə Meyozun I Anafazasında hansı əsas fərq baş verir?

Telofaz I və Sitokinez

Telofazada ayrılmış xromosomlar əks qütblərə çatır. Tipik telofaza hadisələrinin qalan hissəsi növdən asılı olaraq baş verə və ya olmaya bilər. Bəzi orqanizmlərdə telofaza I-də xromatidlərin ətrafında xromosomlar dekondensasiya olunur və nüvə zərfləri əmələ gəlir. Digər orqanizmlərdə sitokinez - sitoplazma komponentlərinin iki qız hüceyrəyə fiziki ayrılması nüvələrin reformasiyası olmadan baş verir. Demək olar ki, bütün heyvan növlərində və bəzi göbələklərdə sitokinez hüceyrə tərkibini bir parçalanma şırım (sitoplazmatik bölünməyə səbəb olan aktin halqasının daralması) vasitəsilə ayırır. Bitkilərdə hüceyrə sitokinezi zamanı metafaza lövhəsində birləşən Golgi vezikülləri ilə hüceyrə lövhəsi əmələ gəlir. Bu hüceyrə lövhəsi nəticədə iki qız hüceyrəni ayıran hüceyrə divarlarının meydana gəlməsinə səbəb olacaqdır.

İki haploid hüceyrə birinci meyotik bölünmənin son nəticəsidir. Hüceyrələr haploiddir, çünki hər qütbdə homoloji xromosomların hər cütündən yalnız biri var. Beləliklə, xromosomların yalnız bir tam dəsti mövcuddur. Buna görə hüceyrələr haploid hesab olunur - hər homoloq hələ də iki bacı xromatiddən ibarət olsa da, yalnız bir xromosom dəsti var. Xatırladaq ki, bacı xromatidlər iki homoloji xromosomdan birinin sadəcə dublikatlarıdır (krossinq-over zamanı baş verən dəyişikliklər istisna olmaqla). Meiosis II-də bu iki bacı xromatid ayrılaraq dörd haploid qız hüceyrəsi yaradır.

Meioz II

Bəzi növlərdə hüceyrələr qısa bir interfazaya keçir və ya interkinez, meioza girməzdən əvvəl II. İnterkinezdə S fazası yoxdur, buna görə də xromosomlar təkrarlanmır. I meyozda əmələ gələn iki hüceyrə meyoz II hadisələrini sinxron şəkildə keçir. Meyoz II zamanı iki qız hüceyrənin içərisindəki bacı xromatidlər ayrılaraq dörd yeni haploid gamet əmələ gətirir. Meyoz II-nin mexanikası mitoza bənzəyir, ancaq hər bir bölünən hüceyrədə yalnız bir homoloji xromosom dəsti var. Buna görə də, hər bir hüceyrədə mitoz keçirən diploid hüceyrə kimi ayrılmaq üçün bacı xromatidlərin yarısı var.

Profaza II

I telofazada xromosomlar dekondensasiya olunarsa, yenidən kondensasiya olunur. Əgər nüvə zərfləri əmələ gəlmişsə, onlar veziküllərə parçalanırlar. İnterkinez zamanı çoxalmış sentrosomlar bir-birindən əks qütblərə doğru hərəkət edir və yeni millər əmələ gəlir.

Prometafaza II

Nüvə zərfləri tamamilə parçalanır və mil tam formalaşır. Hər bir bacı xromatid əks qütblərdən mikrotubullara yapışan fərdi kinetokor əmələ gətirir.

Metafaza II

Qardaş xromatidlər maksimum qatılaşdırılmış və hüceyrənin ekvatorunda düzülmüşdür.

Anafaza II

Bacı xromatidlər kinetoxor mikrotubulları tərəfindən ayrılır və əks qütblərə doğru hərəkət edirlər. Kinetoxor olmayan mikrotubullar hüceyrəni uzadır.

Xromosomların düzülməsi prosesi meiosis I və meiosis II arasında fərqlənir. Prometafaza I-də mikrotubullar homoloji xromosomların birləşmiş kinetoxorlarına birləşir və homolog xromosomlar I metafazada hüceyrənin orta nöqtəsində düzülür. Anafaza I-də homoloji xromosomlar ayrılır. II prometafazada mikrotubullar bacı xromatidlərin kinetoxorlarına birləşir və bacı xromatidlər II metafazada hüceyrələrin orta nöqtəsində düzülür. II anafazada bacı xromatidlər ayrılır.

Telofaz II və Sitokinez

Xromosomlar əks qütblərə çatır və dekondensasiya etməyə başlayır. Xromosomların ətrafında nüvə zərfləri əmələ gəlir. Sitokinez iki hüceyrəni dörd unikal haploid hüceyrəyə ayırır. Bu nöqtədə yeni yaranan nüvələrin hər ikisi haploiddir. İstehsal edilən hüceyrələr ata və ana homoloqlarının təsadüfi çeşidlənməsi və krossover zamanı baş verən xromosomların ana və ata seqmentlərinin (onların gen dəstləri ilə) rekombinasiyası səbəbindən genetik cəhətdən unikaldır. Meyozun bütün prosesi aşağıdakı şəkildə təsvir edilmişdir.

Diploid sayı dörd (2n = 4) olan bir heyvan hüceyrəsi dörd haploid qız hüceyrəsi meydana gətirmək üçün meioz mərhələlərini keçir.

Mitoz və Meiozun müqayisəsi

Mitoz və meioz eukaryotik hüceyrələrdə nüvənin bölünməsinin hər iki formasıdır. Bəzi oxşarlıqları bölüşürlər, eyni zamanda çox fərqli nəticələrə səbəb olan fərqli fərqlər nümayiş etdirirlər. Mitoz, adətən iki yeni hüceyrəyə bölünən iki nüvə ilə nəticələnən tək nüvə bölünməsidir. Mitotik bölünmə nəticəsində yaranan nüvələr genetik olaraq orijinal nüvə ilə eynidir. Onların eyni sayda xromosom dəsti var, haploid hüceyrələr vəziyyətində bir dəst və diploid hüceyrələr vəziyyətində iki dəst. Əksər bitkilərdə və bütün heyvan növlərində yeni diploid hüceyrələr yaratmaq üçün mitoz keçirən diploid hüceyrələrdir. Bunun əksinə olaraq, meiosis adətən dörd yeni hüceyrəyə bölünən dörd nüvə ilə nəticələnən iki nüvə bölməsindən ibarətdir. Meyoz nəticəsində yaranan nüvələr genetik olaraq eyni deyil və onlar yalnız bir xromosom dəstindən ibarətdir. Bu, diploid olan orijinal hüceyrədəki xromosom dəstlərinin sayının yarısıdır.

Mitoz və meioz arasındakı əsas fərqlər mitozdan çox fərqli bir nüvə bölünməsi olan meiosis I-də baş verir. I meyozda homoloji xromosom cütləri bir-biri ilə əlaqələndirilir, sinaptonemal komplekslə birləşir, xiazma inkişaf edir və bacı xromatidlər arasında krossover keçir və metafaza lövhəsi boyunca hər birinə birləşmiş əks mil qütblərindən kinetoxor lifləri ilə tetrada düzülür. tetrada homoloqun kinetokoru. Bütün bu hadisələr yalnız I mayozda baş verir.

Chiasmata həll edildikdə və tetrad homoloqların bu və ya digər qütblərə keçməsi ilə parçalandıqda, ploidlik səviyyəsi - hər bir gələcək nüvədə xromosom dəstlərinin sayı - ikidən birə endirildi. Bu səbəbdən meioz I a olaraq adlandırılır azaldılması bölgüsü. Mitoz zamanı ploidlik səviyyəsində belə bir azalma yoxdur.

Meiosis II mitotik bölünməyə daha çox bənzəyir. Bu halda, təkrarlanan xromosomlar (onlardan yalnız bir dəst) əks qütblərdən kinetoxor liflərinə birləşdirilmiş bölünmüş kinetoxorlarla metafaza lövhəsində düzülür. Anafaza II zamanı, mitotik anafazada olduğu kimi, kinetoxorlar bölünür və bir bacı xromatid (indi xromosom adlanır) bir qütbə, digər bacı xromatidi isə digər qütbə çəkilir. Əgər çarpazlaşma olmasaydı, hər bir fərdi meyoz II bölünməsinin iki məhsulu eyni olardı (mitozda olduğu kimi). Bunun əvəzinə, onlar fərqlidirlər, çünki hər bir xromosomda hər zaman ən azı bir krossover olmuşdur. Meiosis II reduksiya bölünməsi deyil, çünki meydana gələn hüceyrələrdə genomun daha az nüsxəsi olsa da, I meyozun sonunda olduğu kimi hələ də bir xromosom dəsti var.

Meioz və mitozun hər ikisi DNT replikasiyasının bir raundu ilə baş verir; lakin meyoz iki nüvə bölünməsini ehtiva edir. Meyoz nəticəsində yaranan dörd qız hüceyrəsi haploid və genetik cəhətdən fərqlidir. Mitoz nəticəsində yaranan qız hüceyrələr diploiddir və ana hüceyrə ilə eynidir.

Meiozun təkamülünün sirri

Orqanizmlərin bəzi xüsusiyyətləri o qədər geniş yayılmış və əsasdır ki, onların digər sadə əlamətlər kimi təkamül keçirdiklərini xatırlamaq bəzən çətin olur. Meiosis o qədər qeyri-adi dərəcədə mürəkkəb hüceyrə hadisələridir ki, bioloqlar onun necə inkişaf etdiyini fərziyyə və sınaqdan keçirməkdə çətinlik çəkiblər. Meyoz cinsi çoxalma və onun üstünlükləri və mənfi cəhətləri ilə ayrılmaz şəkildə iç-içə olsa da, meyozun təkamülü və cinsiyyətin təkamülü suallarını bir-birindən ayırmaq vacibdir, çünki erkən meyoz indi olduğundan fərqli səbəblərə görə faydalı ola bilər. Qutudan kənarda düşünmək və meyozun ilkin faydalarının nə ola biləcəyini təsəvvür etmək onun necə inkişaf etdiyini aşkara çıxarmaq üçün bir yanaşmadır.

Meiosis və mitoz aşkar hüceyrə proseslərini bölüşür və meiozun mitozdan təkamül etməsi məntiqlidir. Çətinlik meyoz I və mitoz arasındakı aydın fərqlərdədir. Adam Wilkins və Robin Holliday2 mitozdan meyozun təkamülü üçün baş verməli olan unikal hadisələri ümumiləşdirdi. Bu addımlar homoloji xromosom cütləşməsi, krossover mübadiləsi, anafaza zamanı bağlı qalan bacı xromatidlər və interfazada DNT replikasiyasının yatırılmasıdır. Onlar iddia edirlər ki, ilk addım ən çətin və ən vacib addımdır və onun necə inkişaf etdiyini başa düşmək təkamül prosesini daha aydın göstərəcək. Onlar sinapsisin təkamülünə işıq sala biləcək genetik təcrübələr təklif edirlər.

Davam edən meiozun təkamülünü başa düşmək üçün başqa yanaşmalar da var. Təkhüceyrəli protistlərdə meyozun müxtəlif formaları mövcuddur. Bəziləri meyozun daha sadə və ya daha “ibtidai” formaları kimi görünür. Fərqli protistlərin meyotik bölünmələrini müqayisə etmək meiozun təkamülünə işıq sala bilər. Marilee Ramesh və həmkarları 3 meyozun nə vaxt və harada inkişaf etdiyini başa düşmək üçün protistlərdə meyozda iştirak edən genləri müqayisə etdi. Tədqiqatlar hələ də davam etsə də, protistlərdə meiozla bağlı son tədqiqatlar göstərir ki, meyozun bəzi aspektləri digərlərindən daha gec inkişaf etmiş ola bilər. Bu cür genetik müqayisə bizə mayozun hansı aspektlərinin ən qədim olduğunu və əvvəlki hüceyrələrdə hansı hüceyrə proseslərini götürə biləcəyini söyləyə bilər.

Öyrənməyə keçid

Hüceyrə bölünməsinin meiotik prosesini mitoz prosesi ilə müqayisə etmək üçün bu interaktiv animasiyanın addımlarına klikləyin: Hüceyrələrin necə bölünməsi.

QEYDLƏR

  1. Leigh Van Valen, "Yeni təkamül qanunu", Evolutionary Theory 1 (1973): 1-30.
  2. Adam S. Wilkins və Robin Holliday, "Mitozdan Meiozun Təkamülü" Genetika 181 (2009): 3–12.
  3. Marilee A. Ramesh, Shehre-Banu Malik və John M. Logsdon, Jr, “Meiotik genlərin filogenetik inventarı: cinsi əlaqə üçün sübut Giardia və Meiosisin Erkən Eukaryotik Mənşəyi. Cari Biologiya 15 (2005):185–91.


Videoya baxın: Azərbaycan - Şimali İrlandiya 2:0 (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Harris

    What an entertaining topic

  2. Marshal

    Gözəl yazılıb, bəyəndim.

  3. Tiebout

    Bu məsələdə köməyinizə görə təşəkkür edirəm. Gözəl bir forum var.

  4. Vudohn

    Bravo, hansı sözlər ..., parlaq fikir

  5. Kardal

    Bəlkə də fikrinizlə razıyam

  6. Powwaw

    Bəli, cazibədar qadınlar diqqəti yayındırır. Tam olaraq - Kritik günlərdən yoruldum - cinsi dəyişin!!!!! Gülməli Şəkil başlığı: “Ass. Ön görünüş ”Yeddi dayənin... on dörd döşü var - əyləncəli Düzdür - Nə qədər araq götürsəniz də, yenə də iki dəfə qaçırsınız! (hikmət). O, bir az qorxuya düşdü. O nədəndir? Intereno that Drink yeddi dəfə - bir dəfə içmək! lavmanın yerini dəyişdirmək olarmı. Qızlarda qadınlıq, qadınlarda bakirəlik yoxdur. Bu, heykəltəraşlıq qrupudur: Herakl işəyən oğlanın ağzını cırır. 150 kiloqram ağırlığında olan bu sərin Nişan hektar Tərəqqi rozetkaları əksər uşaqlar üçün əlçatmaz etdi - ən istedadlı zərgərlik. ))) Dostumun arvadi menim ucun qadin deyil... Amma gozel olsa. ... ... o mənim dostum deyil)))

  7. Siraj

    Düşünürəm ki, səhv edirəm. Gəlin bunu müzakirə etməyə çalışaq. Mənə PM-də yazın, sizinlə danışır.

  8. Fiallan

    Fikrinizi tam olaraq bölüşürəm. Bunda bir şey var və yaxşı bir fikir, sizinlə razıyam.

  9. Shashura

    hər şey ola bilər



Mesaj yazmaq