Zellteilungstypen, Prozesse und Bedeutung

Der Zellteilung Es ist der Prozess, der es allen lebenden Organismen ermöglicht, zu wachsen und sich zu reproduzieren. In Prokaryoten und Eukaryoten sind Tochterzellen, die die gleiche genetische Information wie die ursprüngliche Zelle haben. Dies geschieht, weil die in der DNA enthaltenen Informationen vor der Teilung verdoppelt werden.

In Prokaryoten erfolgt die Teilung durch binäre Spaltung. Das Genom der meisten Prokaryoten ist ein kreisförmiges DNA -Molekül. Obwohl diese Organismen keinen Kern haben, befindet sich die DNA in einer verdichteten Form, die als Nukleoid bezeichnet wird und sich von dem Zytoplasma unterscheidet, der es umgibt.

Quelle: Retama [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/]]

In Eukaryoten erfolgt die Teilung durch Mitose und Meiose. Das eukaryotische Genom besteht aus großen Mengen organisierter DNA im Kern. Diese Organisation basiert auf DNA -Verpackungen mit Proteinen, die Chromosomen bilden, die Hunderte oder Tausende von Genen enthalten.

Die sehr vielfältigen Eukaryoten, sowohl einzelligen als auch Metazoaries, haben Lebenszyklen, die Mitose und Meiose abwechseln. Diese Zyklen sind diejenigen mit: a) gammatische Meiose (Tiere, einige Pilze und Algen), b) zygotische Meiose (einige Pilze und Protozoen); und c) Wechsel zwischen Gamatic und Cygotic Meiose (Pflanzen).

[TOC]

Leute

Die Zellteilung kann durch binäre Spaltung, Mitose oder Meiose erfolgen. Im Folgenden beschreibt jedes der Prozesse, die an diesen Arten der Zellteilung beteiligt sind.

Zellteilung

Akariotikaspaltung, binäre Spaltung, eine asexuelle Form der Fortpflanzung.

Binärspaltung besteht aus der Teilung der Zelle, die zwei Tochterzellen mit einer identischen Kopie der ursprünglichen Zell -DNA entsteht.

Vor der Aufteilung der prokaryotischen Zelle erfolgt die Replikation der DNA, die an einem bestimmten Ort der Doppelketten -DNA beginnt, die als Ursprung der Replikation bezeichnet wird. Replikationsenzyme bewegen sich zu beiden Richtungen des Ursprungs und erzeugen eine Kopie jeder der Doppelketten -DNA -Ketten.

Nach der DNA -Replikation verlängert sich die Zelle und die DNA wird in die Zelle getrennt. Sofort wächst eine neue Plasmamembran in der Mitte der Zelle und bildet ein Septum.

Dieser Prozess wird durch das FTSZ -Protein erleichtert, das in Prokaryoten, einschließlich der Archaea, evolutionär sehr erhalten bleibt. Schließlich ist die Zelle geteilt.

Zellzyklus und Mitose

Die Stadien, durch die eine eukaryotische Zelle aus zwei aufeinanderfolgenden Zellabteilungen als Zellzyklus bekannt ist. Die Dauer des Zellzyklus variiert je nach Zelltyp von wenigen Minuten bis Monaten.

Der Zellzyklus ist in zwei Stufen unterteilt, nämlich Phase M und Grenzfläche. Zwei Prozesse, die als Mitose und Zytokinese bezeichnet werden, treten in der M -Phase auf. Mitose besteht aus der Kernabteilung. Die gleiche Anzahl und Arten von Chromosomen, die im ursprünglichen Kern vorhanden sind. Somatische Zellen von mehrzelligen Organismen werden durch Mitose geteilt.

Cytokinese besteht aus der Zytoplasma -Spaltung zur Bildung von Tochterzellen.

Die Grenzfläche hat drei Phasen: 1) G1, die Zellen wachsen und verbringen die meiste Zeit in dieser Phase; 2) S, Genom Duplikation; und 3) G2, Replikation von Mitochondrien und anderen Organellen, Kondensation von Chromosomen und Mikrotubuli -Ansammlung unter anderem.

Mitose -Stufen

Mitose beginnt mit dem Ende der G2 -Phase und ist in fünf Phasen unterteilt: Profase, Versprechen, Metaphase, Anaphase und Telophase. Sie alle passieren kontinuierlich.

Kann Ihnen dienen: Zellkommunikation: Typen, Wichtigkeit, Beispiele

Prophase

Prophase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] aus Wikimedia Commons

In diesem Stadium ist die Zusammenstellung der mitotischen Spindel oder des mitotischen Geräts das Hauptereignis. Profase beginnt mit der Chromatinverdichtung und bildet Chromosomen.

Jedes Chromosom hat ein Paar Schwesternchromaten mit identischer DNA, die in der Nachbarschaft ihrer Zentromere eng miteinander verbunden sind. Proteinkomplexe, die als Cohesine bezeichnet werden, nehmen an dieser Gewerkschaft teil.

Jedes Zentromer ist mit einem Cinetocoro verbunden, einem Proteinkomplex, der an Mikrotubuli bindet. Mit diesen Mikrotubulos können jede Kopie der Chromosomen den Tochterzellen zugeordnet werden. Die Mikrotubuli radian von jedem Ende der Zelle und bilden den mitotischen Apparat.

In tierischen Zellen tritt vor der Prophase die Duplikation des Zentrens auf. Jedes Zentrieren erreicht den entgegengesetzten Pol der Zelle und etabliert eine Mikrotubulosbrücke zwischen ihnen, die als mitotisches Gerät bezeichnet wird.

In den jüngsten Evolutionsanlagen gibt es im Gegensatz zu Tierzellen keine Zentren und der Ursprung von Mikrotubuli ist nicht klar. In photosynthetischen Zellen älterer evolutionärer Ursprung wie grünen Algen gibt es Zentren.

Versprechen

Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]

Mitose sollte die Trennung von Chromosomen und die Verteilung der Kernhülle des Kernporen- und Nukleoluskomplexes garantieren. Je nachdem, ob die Kernverpackung (IN) verschwindet oder nicht, und der Grad der Denstegation der IN variiert die Mitose von geschlossen bis vollständig offen.

Zum Beispiel in S. Cerevisae Mitose ist geschlossen, in ZU. Nidulaner Es ist semi -open und beim Menschen ist es offen.

In der geschlossenen Myitose befinden sich die polaren Körper der Spindel innerhalb der Kernhülle und bilden die Keimbildungspunkte von Kern- und zytoplasmatischen Mikrotubuli. Zytoplasmatische Mikrotubuli interagieren mit dem Zellkortex und mit den Chromosomenkneadern.

In der semi -aspsert -Myitose, da das in teilweise dessenSsamblada ist, wird der Kernraum von den Mikrotubuli aus den Zentren und durch zwei Öffnungen der in die Formierung von der in umgeben.

Bei offener Mitose tritt die vollständige DE -Slasamblage auf.

Metaphase

Chromosomen, die während der mythischen Metaphase in der äquatorialen Platte der Zelle ausgerichtet sind

In der Metaphase sind Chromosomen in der Zelle der Zelle ausgerichtet. Die imaginäre Ebene senkrecht zur Spindelachse, die durch den inneren Umfang der Zelle fließt, wird als Metaphaseschale bezeichnet.

In Säugetierzellen ist der mitotische Apparat in einer zentralen mitotischen Spindel und einem Paar Osteren organisiert. Die mitotische Spindel besteht aus einem symmetrischen bilateralen Bündel von Mikrotubuli, das in die Zelle der Zelle unterteilt ist und zwei gegenüberliegende Hälften bildet. Die Ásteres bestehen aus einer Gruppe von Mikrotubuli in jedem Spindelpol.

In der mitotischen Apparatur gibt es drei Gruppen von Mikrotubuli: 1) Astral, die den Rster bilden, vom Zentrieren beginnen und in Richtung des Zellkortex ausstrahlen; 2) der Cinetocoro, die durch den Cinetocoro an die Chromosomen binden; und 3) Polar, das sich mit den Mikrotubuli des entgegengesetzten Pols interagiert.

In allen oben beschriebenen Mikrotubuli sind die Enden (-) auf die Zentren ausgerichtet.

In Pflanzenzellen, wenn es keine Zentrierung gibt, ist die Spindel ähnlich der von tierischen Zellen. Die Spindel besteht aus zwei Hälften mit entgegengesetzter Polarität. Die Enden (+) sind in der Äquatorialplatte gefunden.

Es kann Ihnen dienen: Podozyten: Eigenschaften, Histologie und Funktionen

Anaphase

Quelle: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] aus Wikimedia Commons

Anaphase ist früh und spät aufgeteilt. In der frühen Anaphase findet die Trennung von Schwesterchromatiden statt.

Diese Trennung tritt auf, weil die Proteine, die die Gewerkschaft aufrechterhalten. Wenn die Schwesterchromatiden getrennt sind, werden sie Chromosomen genannt.

Während der Verschiebung der Chromosomen in Richtung der Pole bewegt sich der Cinetocoro entlang des Mikrotubulus desselben Cynetocoro wie sein Ende (+) dissoziiert. Aus diesem Grund ist die Bewegung von Chromosomen während der Mitose ein passiver Prozess, bei dem keine motorischen Proteine ​​erforderlich sind.

In der späten Anaphase tritt eine größere Trennung der Pole auf. Ein KRP -Protein, das mit dem Extrem (+) der polaren Mikrotubuli in der Überlappungsregion desselben verbunden ist. Somit drückt der KRP den benachbarten polaren Mikrotubulus gegen Ende (-).

In Pflanzenzellen nach der Trennung von Chromosomen. Diese Struktur ermöglicht den Beginn des zytocinetischen Apparats, als Framoplasto bezeichnet wird.

Telophase

Telophase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]

In der Telophase passieren mehrere Ereignisse. Chromosomen erreichen Pole. Cinetocoro verschwindet. Polare Mikrotubuli verlängert sich weiterhin und bereitet die Zelle für die Zytokinese vor. Der nukleare Umschlag wird erneut aus Fragmenten der Mutterpackung gebildet. Der Nucleolus taucht wieder auf. Chromosomen werden missverstanden.

Zytokinese

Citocinese ist die Phase des Zellzyklus, in der die Zelle geteilt wird. In tierischen Zellen tritt Cytosinese mittels eines Aktin -Filamentverengungsgurt auf. Diese Filamente rutschen übereinander, der Durchmesser des Gürtels nimmt ab und eine Rille von Clivaje wird um den Zellumfang gebildet.

Da die Verengung fortgesetzt wird, wird die Rille vertieft und eine interzelluläre Brücke gebildet, die den durchschnittlichen Körper enthält. In der zentralen Region der interzellulären Brücke befinden sich die Strahlen der Mikrotubuli, die von einer elektodensen Matrix bedeckt sind.

Das Bruch der interzellulären Brücke zwischen postmitotischen Schwesterzellen erfolgt durch Abszision. Es gibt drei Arten von Abszision: 1) mechanischer Bruchmechanismus; 2) Einreichungsmechanismus durch interne Vesikel; 3) Verengung der Plasmamembran für die Spaltung.

In Pflanzenzellen werden Membrankomponenten im Inneren zusammengesetzt und die Zellplaque gebildet. Diese Platte wächst auf die Oberfläche der Plasmamembran, verschmelzen damit und teilt die Zelle in zwei. Dann wird die Cellulose auf der neuen Plasmamembran abgelagert und bildet die neue Zellwand.

Meiose

Meiose ist eine Art Zellteilung, die die Anzahl der Chromosomen in zwei Hälften verringert. Somit ist eine diploide Zelle in vier haploide Tochterzellen unterteilt. Meiose tritt in keimativen Zellen auf und führt zu Gameten.

Die Stadien der Meiose bestehen aus zwei Abteilungen des Kerns und des Zytoplasmas, nämlich Meiose I und Meiose II.  Während der Meiose I trennen sich die Mitglieder jedes Paares homologen Chromosomen. Während der Meiose II werden Schwesterchromatiden getrennt und vier haploide Zellen werden produziert.

Jede Mitosestufe ist in die Prophase unterteilt, versprochen, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Kann Ihnen dienen: Bakterienzellwand: Eigenschaften, Biosynthese, Funktionen

Meiose i

- Profase i. Die Chromosomen kondensieren und die Spindel beginnt sich zu bilden. Die DNA hat sich verdoppelt. Jedes Chromosom besteht aus Schwesterchromatiden zusammen mit dem Zentromer. Homologe Chromosomen treten während der Synapse auf und ermöglichen das Vernichten von Kreuzungen, was für die Herstellung verschiedener Gameten der Schlüssel ist.

- Metaphase i. Das Paar homologe Chromosomen ist entlang der Metaphaseplatte ausgerichtet. Chiasma hilft dabei, das angeschlossene Paar zu halten. Die Mikrotubuli des Cinetocoro jedes Pols schließen sich einem Zentromer eines homologen Chromosoms an.

- Anaphase i. Die Mikrotubuli des Cinetocoro werden verkürzt und die homologen Paare werden getrennt. Ein doppeltes Gegenstück geht zu einem Zellpol, während das andere doppelte Gegenstück auf die andere Seite des Pols geht.

- Telofase i. Separate Homologen bilden in jedem Zellpol eine Gruppe. Der nukleare Umschlag ist wieder. Citocinese kommt zu. Die resultierenden Zellen haben die Hälfte der Anzahl der ursprünglichen Zellchromosomen.

Meiose II

- Profase II. In jeder Zelle wird eine neue Spindel gebildet und die Zellmembran verschwindet.

- Metaphase II. Die Spindelformation ist abgeschlossen. Die Chromosomen haben Schwesternchromatiden, die am Zentromer verbunden sind und entlang der Metaphaseplatte ausgerichtet sind. Die Mikrotubuli des Cinetocoro, die von entgegengesetzten Polen beginnen, binden an die Zentromere.

- Anaphase II. Die Mikrotuber sind verkürzt, die Zentromere sind geteilt, die Schwesterchromatiden trennen sich und bewegen sich zu den gegenüberliegenden Polen.

- Telofase II. Die Kernverpackung rund vier Gruppen von Chromosomen werden gebildet: Es werden vier haploide Zellen gebildet.

Bedeutung

An einigen Beispielen wird die Bedeutung der verschiedenen Arten der Zellteilung dargestellt.

- Mitose. Der Zellzyklus hat irreversible Punkte (DNA -Replikation, Trennung von Schwesterchromatiden) und Kontrollpunkten (G1/s). P53 -Protein ist der Schlüssel zum G1 -Kontrollpunkt. Dieses Protein erkennt DNA -Schäden, stoppt die Zellteilung und stimuliert die Aktivität von Enzymen, die den Schaden reparieren.

Bei mehr als 50% der Krebserkrankungen des Menschen hat das p53 -Protein Mutationen, die seine Fähigkeit annullieren, spezifische DNA. P53 -Mutationen können durch Karzinogene wie Zigarettenrauch Benzopyren verursacht werden.

- Meiose. Ist mit sexueller Reproduktion verbunden. Aus evolutionärer Sicht wird angenommen, dass sexuelle Reproduktion als Prozess zur Reparatur der DNA entstanden ist. Somit kann der in einem Chromosom erzeugte Schaden anhand der Informationen des homologen Chromosoms repariert werden.

Es wird angenommen, dass der diploide Zustand in alten Organismen vergänglich war, aber dass er mehr Relevanz hatte, als das Genom größer wurde. In diesen Organismen hat die sexuelle Reproduktion die Komplementation, DNA -Reparatur und genetische Variation.

Verweise

1. Alberts, geb., Johnson, a., Lewis, J., und Kohl. 2007. Biologie des Zellmolekulares. Garlandwissenschaft, New York.
2. Bernstein, h., Byers, g.S., Michod, r.UND. 1981. Entwicklung der sexuellen Reproduktion: Die Bedeutung der DNA -Reparatur, -vergänzung und Variation. American Naturalist, 117, 537-549.
3. Lodisch, h., Berk, a., Zipurski, s.L., Matsudaria, p., Baltimore, d., Darnell, J. 2003. Zell- und Molekularbiologie. Pan -American Medica Editorial, Buenos Aires.
4. Raven, p.H., Johnson, g.B., Losos, j.B., Sänger.R. 2005 Biologie. Hochschulbildung, Boston.
5. Solomon, geb.M., Berg, l.R., Martin, d.W. 2008. Biologie. Thomson, USA.