Məlumat

Niyə xromosomlar S fazasında ikiqat artmır?

Niyə xromosomlar S fazasında ikiqat artmır?


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.

DNT S-fazasında ikiqat artır, lakin xromosomların DNT-nin kondensasiyası ilə əmələ gəlməsinə baxmayaraq, S-fazasında xromosomlar ikiqat artır. Bu niyə belədir?


Birincisi, xromosomlar bacı xromatidlər adlanan orijinal və təkrarlanan xromatiddən ibarətdir. Xromatidlər sıx şəkildə yığılmış DNT-dən ibarətdir.

S-fazası bitdikdən sonra DNT replikasiya olunur və ya başqa sözlə, iki bacı xromatidi təşkil edən material oradadır. Məsələ ondadır ki, xromosomlar və xromatidlər əslində hələ kondensasiya olunmayıb, DNT bu mərhələdə hələ də tamamilə açılıb. Beləliklə, əslində, siz faktiki xromosomları görmədiyiniz halda, onları təşkil edən material S fazasında təkrarlanır.

DNT kondensasiyası iki addım sonra profilaktika zamanı baş verir, burada S-fazasında təkrarlanan DNT qablaşdırmasından fərqli bacı xromatidlər/xromosomlar əmələ gəlir.


Niyə xromosomlar S fazasında ikiqat artmır? - Biologiya

Baş verən ən böyük şey yumurtaların və ya spermanın meydana gəlməsidir. "Gamete" sözü həm yumurta, həm də sperma hüceyrələrini əhatə edir. İnsanların bədənlərindəki demək olar ki, hər hüceyrədə 23 cüt xromosom var (lakin onların gametlərində deyil). Xromosomlar cüt-cüt olur, çünki siz ananızdan 1 nömrəli xromosom və atanızdan bir xromosom №1 almısınız. Hər bir xromosom üçün belədir. Əgər 23 cüt xromosomlu bir sperma hüceyrəsi 23 cüt xromosomlu bir yumurta hüceyrəsi ilə birləşsə, körpənin hər bir xromosomundan 4-ü olacaq və bu, sadəcə işləməyəcək. Belə olsa belə, gələcək nəsildə hər bir xromosomdan 8-i olacaq və hər dəfə ikiqat olacaq.

Beləliklə, meiosis hər bir cütdən iki xromosomu ayırır və hər gametə hər bir xromosomun yalnız bir nüsxəsini verir. Beləliklə, yumurta və sperma birləşdikdə, körpədə hər bir xromosomdan yalnız 2 olur.

Cinsi çoxalmanın faydası, eyni klonlar istehsal etmək əvəzinə, variasiyadır. Hər bir yumurta digər yumurtalardan fərqlidir və sperma üçün də eynidir. Bu 2 səbəbə görə baş verir:

1. Gamete təsadüfi olaraq hər bir xromosom üçün ya anadan, ya da atadan nüsxəni müstəqil olaraq alır. Bu o deməkdir ki, gamet 1 nömrəli xromosomu anadan ala bilər, lakin onun atadan və ya anadan №2 xromosom alması tamamilə şansdır.

2. Meyozun bir fazası (profaza) zamanı xromosomlar hissələri dəyişdirirlər. Xromosomlar bölünməzdən əvvəl hər biri öz surətini çıxarır, buna görə də bir müddət hüceyrədə gametlər yaratmaq üçün bölünəcək hər bir xromosomun 4 nüsxəsi var. Bu dördü bir-birinə bükülə və parçaları dəyişdirə bilər ki, hər biri anadan və atadan olan xromosom parçalarının bir növ yamaq işidir. İki hüceyrə 1 nömrəli xromosomu atadan alsa belə, məsələn, bir az anadan ola bilər. Hüceyrə iki dəfə bölünür, buna görə də sonundakı hüceyrələrdə hər bir xromosomun yalnız 1 nüsxəsi olur.

Kişilərdə mayozun sonunda 1 hüceyrə 4 sperma hüceyrəsi meydana gətirəcəkdir. Hər bir xromosomun bir nüsxəsi olacaq. Hər biri eyni kişi tərəfindən hazırlanmış digər spermalardan fərqli olacaq. Qadınlarda meiozun sonunda yalnız bir yumurta olacaq, çünki hər bölünmədə bir hüceyrə sitoplazmanın çox hissəsini (hüceyrədəki maye və orqanoidlər) tutur. Hər bir xromosomun bir nüsxəsi olacaq. Hər biri eyni dişi tərəfindən hazırlanmış digər yumurtalardan fərqli olacaq.

Qeyri-insan heyvanlar və bitkilər müxtəlif sayda xromosomlara malikdirlər, lakin yumurta və sperma hüceyrələri meydana gətirirlərsə, onlar meioz keçirlər.

Sizcə niyə yumurtada çoxlu sitoplazma olmalıdır, sperma hüceyrəsində isə yoxdur?

Bu kimi suallarla maraqlanırsınızsa, hüceyrə biologiyası və ya genetikasını öyrənmək istəyə bilərsiniz.

Meiosis çoxhüceyrəli orqanizmlərin gametlərinin və ya cinsi hüceyrələrinin istehsalı ilə nəticələnən hüceyrə bölünməsinin bir növüdür. Tipik somatik (bədən) hüceyrələrdən fərqli olaraq, gametlər haploiddir, yəni ikidən fərqli olaraq tam genomun bir nüsxəsinə malikdirlər. Meyoz iki mərhələdə baş verir: Meiosis I və Meiosis II.

Meiosis I-də biz diploid hüceyrə ilə başlayırıq (tam genomun iki nüsxəsi var). Meyoz I-in birinci fazası Profaza I adlanır. Məhz I Profaza zamanı DNT homoloji xromosomlar arasında "kəsişmə" və ya "genetik rekombinasiya" adlanan prosesdə mübadilə edilir ki, bu da bir nəsildən genetik hovuzda müxtəlifliyin qorunması üçün vacibdir. şəxslərdən sonrakılara. Nüvə zərfi də bu fazada əriyir, sentriollar hüceyrənin qütblərinə doğru hərəkət edir və mikrotubullar/millər sentriollardan gəlib xromosomların sentromerlərinə yapışırlar. Profaza I-dən sonra I metafaza gəlir. I metafazada homolog xromosom cütləri metafaza lövhəsi boyunca düzülür. Növbəti mərhələ anafaza I-dir, burada xromosomlar uzanan hüceyrənin iki tərəfini, mil lifləri boyunca bir-birindən ayırır. Sonradan Telofaz I-də mikrotubullar yox olur və hüceyrə hər birində bir xromosom dəsti olan iki hüceyrəyə bölünür. Hər bir xromosomda bir cüt "bacı xromatid" var.

Oradan II Meiosis başlayır. Meiosis II-nin birinci mərhələsi Profaza II-dir, burada yenidən nüvə zərfləri və nüvələr yox olur və sentriollar iki yeni qız hüceyrəsinin hər birinin əks qütblərinə keçir. İkinci metafaza gəlir və metafaza I kimi, bacı xromatidlər hüceyrələrin mərkəzi boyunca düzülür. Anafaza II-də bacı xromatidlər hüceyrənin əks uclarına doğru bir-birindən ayrılır və telofaza II-də hüceyrələr bölünür və nüvə zərfi/nükleolus yenidən peyda olur. Meiosis II-nin sonunda hər birində haploid xromosom dəsti olan dörd hüceyrə var.

Qısacası budur ki, hüceyrə əvvəlcə DNT-ni təkrarlayır (beləliklə, özünü müvəqqəti olaraq tetraploid edir), sonra dörd haploid qız hüceyrəsi yaratmaq üçün iki dəfə bölünür - heyvanlarda bunlar gametlər, bitkilərdə isə sporlardır. Onların göbələklərdə nə olduğunu bilmirəm, amma hələ fərqlidir.

Yaranan qız hüceyrələrinin hər bir genin bir nüsxəsinə malik olmasını təmin etmək, həmçinin mümkün nəticələrin mümkün qədər müxtəlif olmasını təmin etmək üçün xromosomların hərəkəti və yenidən təşkili ilə bağlı meyozun bir sıra mərhələləri mövcuddur. Bunlara krossinq-over (profaza I-də hər bir valideyndən xromosom cütləri genetik material mübadiləsi) və müstəqil assortiment (anafaza I-də valideynlərdən birindən verilmiş xromosomun verilmiş qız hüceyrəyə keçib-keçməməsi valideynin hansı nüsxəsinə təsir göstərmir) daxildir. fərqli xromosom eyni qız hüceyrəsinə gedir). Əks halda, iki hüceyrə bölünməsi eyni dörd faza (profaza, metafaza, anafaza, telofaza, sitokinez) daxil olmaqla mitoz bölünmələrə bənzəyir.

Hüceyrələrimizdə iki növ hüceyrə bölünməsi var: mitoz və meioz. Mitoz, kopyalanan hüceyrələrin və ya qız hüceyrələrinin eyni DNT ilə eyni olduğu müntəzəm hüceyrə bölünməsidir. Meiosis gametlər və ya reproduktiv hüceyrələr (sperma və yumurta) üçün hüceyrə bölünməsidir. Bizim 23 cüt xromosomumuz var (onlarda DNT-miz var), cəmi 46 ədəd. Şəkillərdə iki cüt çarpaz çarpaz çubuqlara bənzəyir. Mitozda xromosomların sayı qorunur və biz qız hüceyrələrində 46 xromosomla nəticələnirik. Meyozda say yarıya enir və hər hüceyrədə cəmi 23 olur. Bunun səbəbi nizamlı hüceyrədə 23 xromosomun anadan, 23-nün isə atadan gəlməsidir. Beləliklə, xromosomları bölmək üçün mayoz lazımdır ki, onlar çoxalma zamanı sonradan əlavə edə bilsinlər.

Fazalar meioz və mitoz eynidir, istisna olmaqla, meioz 2 bölünməyə məruz qalır. Mitozun ardıcıllığı: interfaza, profilaktika, prometafaz, metafaza 1, anafaza 1, telofaza 1, interfaza 2, metafaza 2, anafaza 2, telofaza 2, sitokinez.

İnterfaza: hüceyrədə 46 xromosom var və xromosomları xromatinə (sıx yığılmış DNT) yığmağa başlayır.
Profaza: xromosomlar ikiqat artaraq 92 xromosom olur, beləliklə onlar krossover ola bilirlər. Krossing-over yalnız iki fərqli xromosom dəstinin yeni qarışıq yaratmaq üçün birləşdiyi meiozda baş verir (bunu izah etmək çətindir, şəklə baxmaq lazımdır). Krossover genetik müxtəlifliyin səbəbidir.
Prometafaza: hüceyrənin nüvəsi sentromere və ya xromosomların mərkəzinə yapışan mikrotubullardır (liflər).
Metafaza 1: bütün xromosomlar hüceyrənin ortasında düzülür.
Anafaza 1: xromosomlar bir-birindən ayrılır
Telofaz 1: hüceyrə bölünməsi başlayır
İnterfaza 2: Hər birində 46 xromosom olan 2 hüceyrə əmələ gəlir (bu dəfə keçmək üçün ikiqat artmırlar)

Və sitokinez hüceyrələri yenidən parçalayana qədər bütün proses yenidən baş verir. Telofaz 1 2 hüceyrə əmələ gətirdi və sitokinez bu iki hüceyrəni yarıya böldü və bizə hər biri 23 xromosomlu cəmi 4 hüceyrə verdi. Mitoz bir hüceyrədən iki hüceyrə əmələ gətirir, meioz isə 4 hüceyrə yaradır.

Meyoz (və mitoz) prosesini vizuallaşdırmaq və tam başa düşmək üçün həqiqətən də dərslikdə və ya onlayn olaraq bəzi şəkillərə baxmalısınız.


Hüceyrə bölünməsinə nəzarət

Martin Fişer,. James A. DeCaprio , Hematologiya (Yeddinci Nəşr), 2018

S mərhələsi

S fazası topdan DNT sintezinin dövrüdür ki, bu müddət ərzində hüceyrə öz genetik tərkibini təkrarlayır, S fazasının əvvəlində 2N DNT tamamlayıcısı olan normal diploid somatik hüceyrə sonunda DNT-nin 4N tamamlayıcısını alır. (Xatırlayın ki, N = hər bir xromosomun hər hüceyrəyə 1 nüsxəsi [haploid] 2N = 2 nüsxə [diploid].) S fazasının müddəti sürətlə bölünən, erkən embrion hüceyrələrində cəmi bir neçə dəqiqədən, əksər somatik hüceyrələrdə bir neçə saata qədər dəyişə bilər. hüceyrələr. Erkən embrion hüceyrələri ümumiyyətlə yumurtada mövcud olan ana RNT və zülalların yığılmış anbarlarını "yaşayır" və transkripsiya baxımından səssizdirlər, halbuki sonrakı inkişafda olan və yetkin orqanizmlərdə olan hüceyrələr sağ qalmaq və ixtisaslaşdırılmış funksiyaları qorumaq üçün genlərinin alt çoxluqlarını aktiv şəkildə transkripsiya etməlidirlər. Sonuncunun S fazasını tamamlaması üçün tələb olunan daha uzun müddət, ehtimal ki, bu hüceyrələrə DNT replikasiyasını transkripsiya ilə əlaqələndirməyə və nəsil hüceyrələrinə ötürülməsi üçün gen ifadəsinə təsir edən daha yüksək dərəcəli gen və xromatinin struktur məlumatını qorumağa imkan verir.


Xromosom quruluşu

Həyatın bir hüceyrədən digərinə davamlılığının əsası hüceyrə dövrü vasitəsilə hüceyrələrin çoxalmasındadır. The hüceyrə dövrü tək ana hüceyrənin bölünməsindən iki yeni qız hüceyrəsinin istehsalına qədər hüceyrənin həyatının mərhələlərini təsvir edən ardıcıl hadisələr ardıcıllığıdır. Hüceyrə dövriyyəsində iştirak edən mexanizmlər yüksək səviyyədə tənzimlənir. Bu tənzimləmənin bir hissəsi DNT-nin hüceyrə dövrünün müxtəlif mərhələlərində malik olduğu fiziki forma və quruluşu əhatə edir.

Eukaryotik xromosomların quruluşu və sıxılması

İnsan hüceyrəsinin nüvəsindəki 46 xromosomun hamısının DNT-si uç-uca düzülsəydi, onun ölçüsü təxminən iki metr olardı, lakin onun diametri cəmi 2 nm olardı. Tipik bir insan hüceyrəsinin ölçüsünün təxminən 10 mikrom (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.

Sıxlaşmanın birinci səviyyəsində DNT ikiqat spiralının qısa uzantıları səkkiz nüvənin ətrafına sarılır. histon zülallar xromosomun bütün uzunluğu boyunca müntəzəm fasilələrlə (Şəkil 3). DNT-histon kompleksi adlanır xromatin. Muncuq kimi, histon DNT kompleksinə a deyilir nukleosom, və nukleosomları birləşdirən DNT-yə bağlayıcı DNT deyilir. Bu formada olan bir DNT molekulu histonları olmayan qoşa spiraldan təxminən yeddi dəfə qısadır və muncuqların diametri təxminən 10 nm, DNT ikiqat spiralının 2 nm diametrindən fərqli olaraq. Növbəti sıxılma səviyyəsi nukleosomlar və onların arasındakı bağlayıcı DNT 30 nm xromatin lifinə büküldükdə baş verir. Bu qıvrım xromosomu daha da qısaldır ki, o, indi uzadılmış formadan təxminən 50 dəfə qısadır. Qablaşdırmanın üçüncü səviyyəsində xromatini qablaşdırmaq üçün müxtəlif lifli zülallardan istifadə olunur. Bu lifli zülallar həmçinin bölünməyən hüceyrədəki hər bir xromosomun nüvənin hər hansı digər xromosomun sahəsi ilə üst-üstə düşməyən müəyyən bir sahəsini tutmasını təmin edir.

Şəkil 3. İki zəncirli DNT histon zülallarının ətrafına sarılaraq, simdə &ldquobeads görünüşünə malik nukleosomlar əmələ gətirir.&rdquo Nukleosomlar 30 nm xromatin lifinə bükülür. Hüceyrə mitoza məruz qaldıqda, xromosomlar daha da sıxlaşır.

DNT interfazanın S fazasında təkrarlanır. Replikasiyadan sonra xromosomlar bir-birinə bağlı iki hissədən ibarətdir bacı xromatidlər. Qardaş xromatidlər arasındakı əlaqə ən yaxın bölgədə yerləşir sentromer. Birləşmiş bacı xromatidlər işıq mikroskopu altında görünür. Sentromerik bölgə yüksək dərəcədə sıxlaşmışdır və buna görə daralmış bir sahə kimi görünəcəkdir.

Bu animasiya xromosom qablaşdırmasının müxtəlif səviyyələrini göstərir:

YouTube elementi mətnin bu versiyasından çıxarılıb. Onu onlayn olaraq buradan baxa bilərsiniz: pb.libretexts.org/biowm/?p=142

Eukariotlarda DNT orqanizmlərin həyatının bütün mərhələlərində yüksək strukturlaşdırılmış və təşkil edilmişdir. Diploid orqanizmlər hər bir xromosomun bir cütünü ehtiva edir, insanlarda ümumi sayı 46 xromosom üçün 23 cüt var. Homoloji xromosomlar olaraq da bilinən cüt xromosomlar eyni genləri ehtiva edir, baxmayaraq ki, cütlüyün hər bir üzvündə gen versiyası arasında fərqlər ola bilər. DNT normal olaraq eukaryotik hüceyrənin nüvəsində, xarakterik qatılaşdırılmış &lsquoxromosom formasını meydana gətirən zülal-DNT kompleksləri vasitəsilə sıx şəkildə yığılır. Hüceyrə bölünməsinə hazırlıq zamanı DNT daha da sıxlaşır.


Mitozun mərhələləri

Aşağıda göstərilən hüceyrə profazanın başlanğıcındadır və qatılaşdırılmış, X formalı xromosomlar görünür.

Bu xromosomların hər biri əslində ibarətdir iki DNT-nin eyni zəncirləri. DNT S fazasında hüceyrə siklinin əvvəlində ikiqat artır. Tezliklə S mərhələsinə qayıdacağıq.

Mitozun növbəti mərhələsində (metafaza) xromosomlar hüceyrənin ortasında (metafaza lövhəsində) bərabər şəkildə qız hüceyrələrə bölünməyə hazırlaşırlar.


Eukaryotik xromosomların quruluşu və sıxılması

İnsan hüceyrəsinin nüvəsindəki bütün 46 xromosomun DNT-si başdan-ayağa düzülsəydi, onun ölçüsü təxminən iki metr olardı. Bununla belə, diametri yalnız 2 nm olacaqdır. Tipik bir insan hüceyrəsinin ölçüsünün təxminən 10 mikrom (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 hüceyrənin nüvəsinə sığması və gen ifadəsi üçün əlçatan olması üçün bir neçə üsul var.

Sıxlaşmanın birinci səviyyəsində, DNT ikiqat spiralının qısa uzantıları xromosomun bütün uzunluğu boyunca müntəzəm olaraq səkkiz histon zülalından ibarət bir nüvənin ətrafına sarılır. DNT-histon kompleksi xromatin adlanır. Muncuq kimi, histon DNT kompleksi nukleosom adlanır. Nukleosomları birləşdirən DNT-yə bağlayıcı DNT deyilir. Bu formada olan bir DNT molekulu histonsuz qoşa spiraldan təxminən yeddi dəfə qısadır. Muncuqların diametri təxminən 10 nm-dir, DNT cüt spiralının 2 nm diametrindən fərqli olaraq. Növbəti sıxılma səviyyəsi nukleosomlar və onların arasındakı bağlayıcı DNT 30 nm xromatin lifinə büküldükdə baş verir. Bu qıvrım xromosomu daha da qısaldır ki, o, indi uzadılmış formadan təxminən 50 dəfə qısadır. Qablaşdırmanın üçüncü səviyyəsində xromatini qablaşdırmaq üçün müxtəlif lifli zülallardan istifadə olunur. Bu lifli zülallar həmçinin bölünməyən hüceyrədəki hər bir xromosomun nüvənin hər hansı digər xromosomun sahəsi ilə üst-üstə düşməyən müəyyən bir sahəsini tutmasını təmin edir.

Şəkil (PageIndex<1>): DNT sıxılma səviyyələri: İki zəncirli DNT histon zülallarının ətrafına sarılaraq, simdə &ldquobeads görünüşünə malik nukleosomlar əmələ gətirir.&rdquo Nukleosomlar 30 nm xromatin lifinə bükülür. Hüceyrə mitoza məruz qaldıqda, xromosomlar daha da sıxlaşır.

DNT interfazanın S fazasında təkrarlanır. Replikasiyadan sonra xromosomlar iki bağlı bacı xromatiddən ibarətdir. Tam yığcam olduqda, eyni şəkildə yığılmış xromosom cütləri bir-birinə kohezin zülalları ilə bağlanır. Qardaş xromatidlər arasındakı əlaqə sentromer adlanan bölgədə ən yaxındır. Təxminən 1 mikrom diametrli birləşmiş bacı xromatidlər işıq mikroskopu altında görünür. Sentromerik bölgə yüksək dərəcədə sıxlaşmışdır və sıxılmış sahə kimi görünəcəkdir.


Genetik əlaqə və məsafələr

Mendelin işi xüsusiyyətlərin bir-birindən asılı olmayaraq miras alındığını irəli sürdü. Morqan, ayırıcı əlamətlə X xromosomu arasında 1:1 nisbətini müəyyən etdi və bu, xromosomların təsadüfi seqreqasiyasının Mendelin rsquos modelinin fiziki əsası olduğunu irəli sürdü. Bu, eyni zamanda, əlaqəli genlərin Mendelin proqnozlaşdırdığı nəticələri pozduğunu nümayiş etdirdi. Hər bir xromosomun bir-biri ilə əlaqəli bir çox gen daşıya bilməsi, fərdlərin xromosomlardan daha çox xüsusiyyətlərə sahib ola biləcəyini izah edir. Bununla belə, Morqanın rsquos laboratoriyasındakı tədqiqatçılar tərəfindən aparılan müşahidələr eyni xromosomda yerləşən allellərin həmişə birlikdə miras alınmadığını irəli sürdü. Meyoz zamanı bir-birinə bağlı genlər birtəhər ayrıldı.


Eukariotlarda DNT replikasiyası

Eukaryotik genomlar çox mürəkkəb olduğundan, DNT replikasiyası bir neçə ferment və digər zülalları əhatə edən çox mürəkkəb bir prosesdir. Üç əsas mərhələdə baş verir: başlanğıc, uzanma və sonlanma.

Xatırladaq ki, eukaryotik DNT nukleosomlar adlanan strukturlar yaratmaq üçün histonlar kimi tanınan zülallara bağlanır. Başlama zamanı DNT replikasiya prosesində iştirak edən zülallar və fermentlər üçün əlçatan olur. Replikasiya mexanizmi DNT cüt spiralının haradan başlayacağını necə bilir? Məlum olub ki, replikasiyanın başlanğıcı adlanan spesifik nukleotid ardıcıllıqları var. Müəyyən zülallar replikasiyanın mənşəyinə bağlanır, helikaz adlı ferment isə DNT spiralını açır və açır. DNT açıldıqca replikasiya çəngəlləri adlanan Y şəkilli strukturlar əmələ gəlir (Şəkil 9.2.3). Replikasiyanın başlanğıcında iki təkrarlama çəngəlləri əmələ gəlir və replikasiya davam etdikcə bunlar hər iki istiqamətdə genişlənir. Eukaryotik xromosomda çoxalmanın bir çox mənşəyi var, beləliklə replikasiya genomun bir neçə yerindən eyni vaxtda baş verə bilər.

Uzatma zamanı DNT polimeraza adlı ferment şablonun 3' ucuna DNT nukleotidlərini əlavə edir. DNT polimeraza yalnız onurğa sütununun sonunda yeni nukleotidlər əlavə edə bildiyi üçün, bu başlanğıc nöqtəsini təmin edən bir primer ardıcıllığı tamamlayıcı RNT nukleotidləri ilə əlavə olunur. Bu primer daha sonra çıxarılır və nukleotidlər DNT nukleotidləri ilə əvəz olunur. Valideyn DNT zəncirini tamamlayan bir zəncir davamlı olaraq replikasiya çəngəlinə doğru sintez olunur ki, polimeraza bu istiqamətdə nukleotidlər əlavə edə bilsin. Davamlı olaraq sintez edilən bu ip aparıcı ip kimi tanınır. DNT polimeraza DNT-ni yalnız 5'-dən 3' istiqamətində sintez edə bildiyindən, digər yeni zəncir Okazaki fraqmentləri adlanan qısa parçalarda birləşdirilir. Okazaki fraqmentlərinin hər biri sintezə başlamaq üçün RNT-dən hazırlanmış primer tələb edir. Okazaki fraqmentləri olan ip geridə qalan ip kimi tanınır. Sintez davam edərkən, bir ferment RNT primerini çıxarır, daha sonra DNT nukleotidləri ilə əvəz olunur və fraqmentlər arasındakı boşluqlar DNT liqaz adlı bir ferment tərəfindən bağlanır.

DNT replikasiyası prosesi aşağıdakı kimi ümumiləşdirilə bilər:

  1. DNT replikasiyanın başlanğıcında açılır.
  2. Tamamlayıcı valideyn tellərinə yeni əsaslar əlavə olunur. Bir yeni ip davamlı olaraq hazırlanır, digəri isə parçalara bölünür.
  3. Primerlər çıxarılır, yeni DNT nukleotidləri primerlərin yerinə qoyulur və onurğa DNT ligaza ilə bağlanır.

Şəkil 9.2.3: Replikasiya çəngəsi replikasiya mənşəyinin açılması ilə əmələ gəlir və helikaz DNT zəncirlərini ayırır. Bir RNT primeri sintez edilir və DNT polimeraza tərəfindən uzadılır. Aparıcı zəncirdə DNT davamlı olaraq sintez olunur, geridə qalan zəncirdə isə DNT qısa zəncirlərdə sintez olunur. DNT fraqmentləri DNT liqazası ilə birləşdirilir (göstərilmir).

Siz Okazaki fraqmentlərinin birləşməsinin pozulduğu hüceyrə ştamını təcrid edirsiniz və replikasiya çəngəlində tapılan fermentdə mutasiya baş verdiyindən şübhələnirsiniz. Hansı ferment daha çox mutasiyaya uğrayır?

Telomerlərin təkrarlanması

Eukaryotik xromosomlar xətti olduğundan, DNT replikasiyası eukaryotik xromosomlarda bir xəttin sonuna gəlir. Öyrəndiyiniz kimi, DNT polimeraza fermenti nukleotidləri yalnız bir istiqamətdə əlavə edə bilir. Aparıcı zəncirdə sintez xromosomun sonuna çatana qədər davam edir, lakin geridə qalan zəncirdə xromosomun sonunda kopyalanacaq DNT fraqmenti üçün primer hazırlanacaq yer yoxdur. Bu, hüceyrə üçün problem yaradır, çünki uclar qoşalaşmamış qalır və zaman keçdikcə hüceyrələr bölünməyə davam etdikcə bu uçlar getdikcə qısalır. Xətti xromosomların ucları müəyyən bir geni kodlaşdırmayan təkrarlanan ardıcıllığa malik olan telomerlər kimi tanınır. Nəticədə, genlər əvəzinə DNT replikasiyasının hər turunda qısaldılan telomerlərdir. Məsələn, insanlarda altı əsas cüt ardıcıllığı, TTAGGG, 100-1000 dəfə təkrarlanır. Telomeraz fermentinin kəşfi (Şəkil 9.2.4) xromosom uclarının necə saxlanıldığını başa düşməyə kömək etdi. Telomeraza xromosomun ucuna yapışır və DNT zəncirinin sonunda RNT şablonuna tamamlayıcı əsaslar əlavə olunur. Geridə qalan zəncir şablonu kifayət qədər uzandıqdan sonra, DNT polimeraza indi xromosomların uclarına tamamlayıcı olan nukleotidləri əlavə edə bilər. Beləliklə, xromosomların ucları təkrarlanır.

Şəkil 9.2.4: Xətti xromosomların ucları telomeraza fermentinin təsiri ilə saxlanılır.

Telomeraz adətən germ hüceyrələrində, yetkin kök hüceyrələrində və bəzi xərçəng hüceyrələrində aktivdir. Telomeraza və onun fəaliyyətinə görə Elizabeth Blackburn (Şəkil 9.2.5) 2009-cu ildə Tibb və Fiziologiya üzrə Nobel Mükafatını aldı.

Şəkil 9.2.5: 2009-cu il Nobel mükafatı laureatı Elizabeth Blackburn telomerazanın necə işlədiyini kəşf edən alimdir. (kredit: ABŞ səfirliyi, Stokholm, İsveç)

Telomeraz yetkin somatik hüceyrələrdə aktiv deyil. Hüceyrə bölünməsinə məruz qalan yetkin somatik hüceyrələrin telomerləri qısalmağa davam edir. Bu, əslində telomerlərin qısaldılmasının yaşlanma ilə əlaqəli olması deməkdir. 2010-cu ildə elm adamları telomerazanın siçanlarda bəzi yaşa bağlı şərtləri geri qaytara biləcəyini və bunun regenerativ tibbdə potensialı ola biləcəyini aşkar etdilər. 1 Telomeraz çatışmazlığı olan siçanlar bu tədqiqatlarda istifadə edilmişdir ki, bu siçanlarda toxuma atrofiyası, kök hüceyrə tükənməsi, orqan sistemi çatışmazlığı və toxuma zədələnmə reaksiyaları var. Bu siçanlarda telomerazın yenidən aktivləşməsi telomerlərin genişlənməsinə, DNT zədələnməsinin azalmasına, neyrodegenerasiyanın tərsinə çevrilməsinə və xayaların, dalaqların və bağırsaqların işinin yaxşılaşmasına səbəb oldu. Beləliklə, telomerlərin yenidən aktivləşdirilməsi insanlarda yaşa bağlı xəstəliklərin müalicəsi üçün potensiala malik ola bilər.

Prokaryotlarda DNT replikasiyası

Xatırladaq ki, prokaryotik xromosom eukaryotik xromosomlardan daha az geniş bükülmə quruluşuna malik dairəvi molekuldur. Eukaryotik xromosom xəttidir və zülalların ətrafında yüksək şəkildə bükülür. DNT replikasiyası prosesində çoxlu oxşarlıqlar olsa da, bu struktur fərqlər bu iki həyat formasının DNT replikasiyası prosesində bəzi fərqlərin olmasını zəruri edir.

DNT replikasiyası prokaryotlarda son dərəcə yaxşı öyrənilmişdir, ilk növbədə genomun kiçik ölçüsü və mövcud variantların çoxluğu səbəbindən. Escherichia coli tək dairəvi xromosomda 4,6 milyon əsas cütü var və bunların hamısı tək replikasiya mənşəyindən başlayaraq hər iki istiqamətdə xromosom ətrafında davam edərək təxminən 42 dəqiqə ərzində təkrarlanır. Bu o deməkdir ki, saniyədə təxminən 1000 nukleotid əlavə olunur. Proses eukariotlara nisbətən daha sürətlidir. Cədvəl 9.2.1-də prokaryotik və eukaryotik replikasiyalar arasındakı fərqlər ümumiləşdirilmişdir.

Cədvəl 9.2.1: Prokaryotik və Eukaryotik Replikasiyalar arasındakı fərqlər
Əmlak Prokaryotlar Eukariotlar
Replikasiyanın mənşəyi subay Çoxsaylı
Replikasiya dərəcəsi 1000 nukleotid/s 50-100 nukleotid/s
Xromosom quruluşu dairəvi xətti
Telomeraza Mövcud deyil İndiki

DNT replikasiyası ilə bağlı dərsliyə klikləyin.

DNT polimeraza nukleotidləri əlavə edərkən səhv edə bilər. O, hər yeni əlavə edilmiş bazanı yoxlayaraq DNT-ni redaktə edir. Yanlış əsaslar çıxarılır və düzgün baza ilə əvəz olunur və sonra polimerləşmə davam edir (Şəkil 9.2.6a). Əksər səhvlər replikasiya zamanı düzəldilir, baxmayaraq ki, bu baş vermədikdə uyğunsuzluğun təmiri mexanizmindən istifadə edilir. Uyğunsuzluğu bərpa edən fermentlər səhv daxil edilmiş bazanı tanıyır və onu düzgün baza ilə əvəz edərək DNT-dən çıxarır (Şəkil 9.2.6b). Başqa bir təmir növü olan nukleotidlərin kəsilməsi təmirində, DNT cüt zəncirinin açılması və ayrılması, 5' və 3' ucundakı yanlış əsaslar bir neçə əsasla birlikdə çıxarılır və bunlar şablonun köməyi ilə kopyalanması ilə əvəz olunur. DNT polimerazası (Şəkil 9.2.6c). Nukleotid eksizyonunun təmiri, ilk növbədə ultrabənövşəyi işığın səbəb olduğu timin dimerlərinin korreksiyasında xüsusilə vacibdir. Timin dimerində, bir zəncirdə bir-birinə bitişik olan iki timin nukleotidi, bir-birini tamamlayan əsaslarla deyil, kovalent şəkildə bağlanır. Dimer çıxarılmasa və təmir edilməsə, mutasiyaya səbəb olacaqdır. Nukleotid eksizyonunu bərpa edən genlərində qüsurları olan insanlar günəş işığına həddindən artıq həssaslıq nümayiş etdirirlər və həyatın erkən dövründə dəri xərçəngi inkişaf etdirirlər.

Şəkil 9.2.6: DNT polimeraza (a) ilə düzəliş replikasiya zamanı səhvləri düzəldir. Uyğunsuzluğun təmirində (b), səhv əlavə edilmiş baza replikasiyadan sonra aşkar edilir. Uyğunsuzluğu bərpa edən zülallar bu bazanı aşkarlayır və nukleaz hərəkəti ilə onu yeni sintez edilmiş zəncirdən çıxarır. Boşluq indi düzgün qoşalaşmış baza ilə doldurulur. Nukleotidlərin çıxarılması (c) timin dimerlərini təmir edir. UV şüalarına məruz qaldıqda, bir-birinə bitişik olan timinlər timin dimerlərini meydana gətirə bilər. Normal hüceyrələrdə onlar kəsilir və dəyişdirilir.

Əksər səhvlər düzəldilmirsə, onlar mutasiya ilə nəticələnə bilər və DNT ardıcıllığında daimi dəyişiklik kimi müəyyən edilir. Təmir genlərindəki mutasiyalar xərçəng kimi ciddi nəticələrə səbəb ola bilər.


Mitoz Faza və G0 Fazası

Çoxpilləli mitotik faza zamanı hüceyrə nüvəsi bölünür və hüceyrə komponentləri iki eyni qız hüceyrəyə bölünür.

Öyrənmə Məqsədləri

Mitozun müxtəlif mərhələlərində baş verən hadisələri təsvir edin

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • Profaza zamanı nüvə yox olur, mil lifləri əmələ gəlir və DNT xromosomlara (bacı xromatidlər) çevrilir.
  • Metafaza zamanı bacı xromatidlər sentromerlərini mil liflərinə bağlayaraq hüceyrənin ekvatoru boyunca düzülürlər.
  • Anafaza zamanı bacı xromatidlər sentromerdə ayrılır və mitotik mil vasitəsilə hüceyrənin əks qütblərinə doğru çəkilir.
  • Telofazada xromosomlar əks qütblərə çatır və nazik DNT zəncirlərinə açılır, mil lifləri yox olur və nüvə membranı yenidən peyda olur.
  • Sitokinez hüceyrə membranının faktiki parçalanmasıdır, heyvan hüceyrələri bir-birindən çimdiklənir, bitki hüceyrələri isə yeni hüceyrə divarına çevrilən hüceyrə lövhəsi əmələ gətirir.
  • Hüceyrələr G-ə daxil olur0 Hüceyrə dövründən çıxdıqdan sonra (qeyri-aktiv) faza, bəzi hüceyrələr bölünməyə fəal şəkildə hazırlaşmırlarsa, G-də qalırlar.0 faza daimi.

Əsas Şərtlər

  • karyokinez: (mitoz) hüceyrə nüvəsinin bölünməsinin baş verdiyi mitotik fazanın ilk hissəsi
  • sentrozom: əksər orqanizmlərin sitoplazmasında nüvəyə yaxın olan, onun mikrotubullarının təşkilinə nəzarət edən və mitotik mil əmələ gətirən orqanoid.
  • sitokinez: nüvənin bölünməsindən sonra hüceyrənin sitoplazmasının bölündüyü mitotik fazanın ikinci hissəsi

Mitoz faza

Mitotik faza çoxadlı bir prosesdir, bu müddət ərzində dublikat xromosomlar düzülür, ayrılır və iki yeni, eyni qız hüceyrəsinə keçir. Mitotik fazanın ilk hissəsi karyokinez və ya nüvə bölünməsi adlanır. Mitotik fazanın sitokinez adlanan ikinci hissəsi sitoplazmatik komponentlərin iki qız hüceyrəyə fiziki olaraq ayrılmasıdır.

Karyokinez (Mitoz)

Mitoz kimi tanınan karyokinez hüceyrə nüvəsinin bölünməsi ilə nəticələnən bir sıra fazalara (profaza, prometafaz, metafaza, anafaza və telofaza) bölünür.

Hüceyrə Dövrünün Mərhələləri: Karyokinez (və ya mitoz) beş mərhələyə bölünür: profilaktika, prometafaz, metafaza, anafaza və telofaza. Aşağıdakı şəkillər flüoresan boyalarla süni şəkildə boyanmış hüceyrələrin flüoresan mikroskopiyası (deməli, qara fon) ilə götürülüb: mavi flüoresan DNT (xromosomlar) və yaşıl floresans mikrotubulları (mil aparatı) göstərir.

Profaza zamanı, “birinci faza”, nüvə zərfi kiçik veziküllərə ayrılmağa başlayır. Membran orqanoidlər (məsələn, Qolji aparatı və endoplazmatik retikulum) parçalanır və hüceyrənin periferiyasına doğru dağılır. Nüvəçic yox olur və sentrosomlar hüceyrənin əks qütblərinə doğru hərəkət etməyə başlayır. Nəhayət mitotik mili meydana gətirəcək mikrotubullar sentrosomlar arasında uzanır və mikrotubul lifləri uzandıqca onları bir-birindən uzaqlaşdırır. Bacı xromatidlər kondensin zülallarının köməyi ilə daha sıx qıvrılmağa başlayır və işıq mikroskopu altında görünməyə başlayır.

Prometafaza zamanı, “ilk dəyişiklik mərhələsi”, profazada başlayan bir çox proseslər irəliləməyə davam edir. Nüvə zərfinin fraqmentinin qalıqları. Mitotik mil inkişaf etməyə davam edir, çünki daha çox mikrotubullar yığılır və keçmiş nüvə sahəsinin uzunluğu boyunca uzanır. Xromosomlar daha sıxlaşır və diskret olur. Hər bir bacı xromatid sentromerik bölgədə kinetoxor adlanan zülal quruluşunu inkişaf etdirir. Kinetoxorun zülalları mitotik mil mikrotubullarını çəkir və bağlayır.

Kinetochore və Mitotic Spindle: Prometafaza zamanı əks qütblərdən olan mitotik mil mikrotubulları kinetoxorada hər bir bacı xromatidə bağlanır. Anafazada bacı xromatidlər arasındakı əlaqə pozulur və mikrotubullar xromosomları əks qütblərə doğru çəkir.

Metafaza, “dəyişiklik fazası” zamanı bütün xromosomlar hüceyrənin iki qütbünün ortasında metafaza lövhəsi və ya ekvator müstəvisi adlanan müstəvidə düzülür. Qardaş xromatidlər hələ də kohezin zülalları ilə bir-birinə sıx bağlıdır. Bu zaman xromosomlar maksimum dərəcədə sıxlaşır.

Anafaza zamanı, “yuxarı faza”, kohezin zülalları parçalanır və bacı xromatidlər sentromerdə ayrılır. İndi xromosom adlanan hər bir xromatid sürətlə mikrotubulunun bağlandığı sentrosoma doğru çəkilir. Qütb mikrotubulları üst-üstə düşdüyü metafaza lövhəsində bir-birinə qarşı sürüşdükcə hüceyrə görünən şəkildə uzanır (oval formalı).

Telofazda, “məsafə fazası”, xromosomlar əks qütblərə çatır və xromatin konfiqurasiyasına rahatlaşaraq dekondensasiyaya (açılmağa) başlayır. Mitotik millər hər bir qız hüceyrəsi üçün sitoskeletal komponentləri yığmaq üçün istifadə olunacaq tubulin monomerlərinə depolimerləşdirilir. Xromosomların ətrafında nüvə zərfləri əmələ gəlir və nüvə zonasında nukleosomlar görünür.

Sitokinez

Sitokinez və ya “hüceyrə hərəkəti” mitotik fazanın ikinci əsas mərhələsidir, bu müddət ərzində hüceyrə bölünməsi sitoplazmatik komponentlərin iki qız hüceyrəyə fiziki ayrılması yolu ilə tamamlanır. Hüceyrə komponentləri bölünənə və iki qız hüceyrəyə tamamilə ayrılana qədər bölmə tam deyil. 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 başlanğıcını izləyir. Aktin filamentlərindən ibarət büzülmə halqası əvvəlki metafaza plitəsində plazma membranının içərisində əmələ gəlir. Aktin filamentləri hüceyrənin ekvatorunu içəriyə çəkir və çat əmələ gətirir. Bu çat və ya “crack” yarılma şırımı adlanır. Aktin halqası büzüldükcə şırım dərinləşir və nəticədə membran ikiyə bölünür.

Sitokinez: Heyvan hüceyrələrində sitokinez zamanı metafaza lövhəsində aktin filamentləri halqası əmələ gəlir. Üzük büzülür və hüceyrəni iki yerə bölən bir parçalanma şırımını meydana gətirir. Bitki hüceyrələrində Qolji vezikülləri əvvəlki metafaza lövhəsində birləşərək, fraqmoplast əmələ gətirir. Fraqmoplastın veziküllərinin birləşməsindən əmələ gələn hüceyrə lövhəsi mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru böyüyür və veziküllərin membranları birləşərək hüceyrəni ikiyə bölən plazma membranı əmələ gətirir.

Bitki hüceyrələrində qız hüceyrələr arasında yeni hüceyrə divarı əmələ gəlməlidir. İnterfaza zamanı Golgi aparatı veziküllərə parçalanmadan və bölünən hüceyrə boyunca dağılmadan əvvəl fermentləri, struktur zülalları və qlükoza molekullarını toplayır. Telofaz zamanı bu Qolji vezikülləri metafaza plitəsində bir fraqmoplast (vezikulyar quruluş) yaratmaq üçün mikrotubullara daşınır. Orada veziküllər mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru birləşir və birləşir, bu quruluşa hüceyrə lövhəsi deyilir. Daha çox vezikül birləşdikcə, hüceyrə lövhəsi hüceyrənin periferiyasında hüceyrə divarları ilə birləşənə qədər böyüyür. Fermentlər membran təbəqələri arasında yığılmış qlükozadan yeni hüceyrə divarı yaratmaq üçün istifadə edirlər. Golgi membranları yeni hüceyrə divarının hər iki tərəfində plazma membranının hissələrinə çevrilir.

G0 Faza

Bütün hüceyrələr klassik hüceyrə dövrü modelinə uyğun gəlmir, burada yeni yaranan qız hüceyrə dərhal interfazanın hazırlıq fazalarına, daha sonra isə mitotik fazaya daxil olur. G-də hüceyrələr0 faza aktiv şəkildə bölünməyə hazırlaşmır. Hüceyrə hüceyrə dövründən çıxdıqda baş verən sakit (hərəkətsiz) mərhələdədir. Some cells enter G0 temporarily until an external signal triggers the onset of G1. Other cells that never or rarely divide, such as mature cardiac muscle and nerve cells, remain in G0 permanently.


0. The S phase stands for synthesis, which means to make or build something more complex out of simpler parts. cell. Why do you think the cell needs to make more DNA at this time in the cell cycle? Scientists know that during the S phase DNA is being made in the nucleus of the 11. Refer to Model 1. The chromosomes that are shaped like "X" (made of two sister chromatids) have double thec amount of DNA than the chromosomes that are shaped like "I." During what phase of the cell cycle do you think the chromosomes are replicated (copied)?

help_outline

Image Transcriptionyaxın

0. The S phase stands for synthesis, which means to make or build something more complex out of simpler parts. cell. Why do you think the cell needs to make more DNA at this time in the cell cycle? Scientists know that during the S phase DNA is being made in the nucleus of the 11. Refer to Model 1. The chromosomes that are shaped like "X" (made of two sister chromatids) have double thec amount of DNA than the chromosomes that are shaped like "I." During what phase of the cell cycle do you think the chromosomes are replicated (copied)?


Videoya baxın: BIOLOGIYA 1 ci DERS (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Bimisi

    Ən çox xal toplandı.Bu fikri bəyənirəm, sizinlə tam razıyam.

  2. Wolcott

    Əla fikir, mən qoruyuram.

  3. Iason

    Üzr istəyirəm, təmizləndi

  4. Wafiyy

    your thinking is magnificent

  5. Arashicage

    And effectively?

  6. Bardo

    gözəl)))

  7. Rinc

    Anam deyirdi ki, Allah insanın iki başını verdi, amma o qədər az qan var ki, bunları yalnız bir-bir düşünə bilərsən. Bir dəfə adi bir İsveç ailəsi var idi: ana, ata, qardaş, bacı və bir it istəyən uşaq. Bakirəlik bir vitse, lakin cinsi savadsızlıq deyil. Etibar edirəm, amma yoxlayıram



Mesaj yazmaq