Forstå processen med celledivision (forklaret med diagram)

Læs denne artikel for at lære om Process of Cell-Division (forklaret med diagram)!

Livets eksistens og vedvarende afhænger af cellernes funktion og deres opdeling. Der er to vigtige processer af celledeling, som er uløseligt forbundet med hinanden for at bevare livets fremskridt. Disse processer er mitose og meiosis.

Efter befrugtning, når en sædcelle og en ægcelle forener for at danne en ny organisme, forventes det at bære dobbelt antal kromosomer, fordi begge forældre bidrager med hele deres antal kromosomer som passende for de respektive arter. Men processen meiosis forhindrer fordobling af kromosomerne.

Det reducerer det samlede antal kromosomer til halvdelen, således at afkom (nydannet celle) kan beholde det samme antal kromosomer som lignede forældre. På den anden side letter mitosen i dannelsen af ​​to datterceller fra en enkelt celle, hvor hver ny celle ligner modercellen i enhver henseende. I modsætning til meioser involverer mitose dobbeltarbejde af kromosomale par, hvilket er essentielt for cellulær reproduktion, især under væksten.

Mitosis mekanisme:

En specifik proces er nødvendig for at danne to datterceller ud af en modercelle. Denne proces er kendt som mitose, og den er normalt opdelt i fire faser, profase, metafase, anaphase og telofase. I nogle tilfælde er det hensigtsmæssigt at betegne overgangen fra profase til metafase ved navn premetafase. Imidlertid er hele processen i mitosis cyklus en kontinuerlig.

1. Prophase:

Ved begyndelsen af ​​profasefasen forbereder cellen sig på at opdele kromosomerne. Det hviler scenen, når kernen bliver lidt større. Det indebærer også kondensering af de tidligere diffuse, usynlige eller dispergerede tråde i synlige kromosomer.

Hvert kromosom er optisk dobbelt, som består af to identiske og tæt parallelle tråde eller kromatider, der ligger over hele deres længde. Et kromosom bærer en indsnævring eller en smal region af fastgørelse til spindlen, som kaldes som centromere.

Andre indsnævringer end centromere kaldes undertiden 'sekundære indsnævringer'. På profasefasen ser centromere og sekundære indsnævringer ud ens, men ved metafase er denne sondring klar fordi de udvikler helt forskellige relationer til spindlen.

I dette stadium (profase) præsenterer kretsiderne et lidt uregelmæssigt uldigt eller håret udseende. De viser generelt ikke en række granuler (krommer) som det ses på den meotiske profase, og sandsynligvis er dette en reel forskel mellem de to. Ved afslutningen af ​​profasen forsvinder det uldlignende udseende næsten, og en glat omrids er synlig.

2. Premetaphase:

Ved afslutningen af ​​profasen forsvinder kernemembranen sædvanligvis, og dette trin kan defineres som perioden for spindeldannelse. Under dette stadium giver kromosomerne et indtryk af at kæmpe og skubbe indbyrdes for at nå ækvator i den udviklende spindel. Spindlen er relativt en solid gelatinøs krop. Tilsyneladende består den næsten udelukkende af protein med en meget lille mængde RNA.

Centrosomet synes at fungere som arrangør af spindlen. Centrosomet er det differentierede område af cytoplasma indeholdende centriol, hvilket er et minuts granulat lige uden for kernemembranen. Efter atomkembrens forsvinden fordobles centriolen og de to centrioler bevæger sig fra hinanden for at danne spindelens poler.

Spindelfibrene er sandsynligvis bundterne af proteinmolekyler. Der kan sondres mellem kontinuerlige fibre og kromosomale fibre. De kontinuerlige fibre løber fra pol til pol, mens de kromosomale fibre forbinder centromererne med polerne.

I tilfælde af bipolære spindler er ækvatorialplanet placeret vinkelret på længdeaksen, som ligger midt imellem polerne. Efterhånden som præmetaphasen fortsætter, arrangerer kromosomerne sig med deres centromerer på spindelets ækvatoriale plan. Det er den mest dynamiske fase, der giver anledning til en relativt statisk metafase.

3. Metafase:

Nukleolus forsvinder ved præmetafasen, og i slutningen af ​​præmetafasen viser kromosomerne den maksimale kondensationsgrad. Ikke alene det, på nuværende tidspunkt erhverver kromosomer glatte konturer. De to kromatider af hvert kromosom ligger parallelt eller løst viklet omkring hinanden og forbliver alene forenet ved centromeren.

De ser næsten ud som opdelte kromosomer, men uden nogen separation af dattercentromererne. Metafase er således et stadium, hvor lidt eller ingen synlig ændring finder sted i cellen; det er en statisk fase og normalt en kort en.

4. Anafase:

Anafasen er markeret ved begyndelsen af ​​en adskillelse af dattercentromererne fra hinanden. Centromererne splatter pludseligt og deres halvdele afviser aktivt hinanden. Da dattercentromerer bevæger sig op ad spindlen mod de modsatte poler, trækker de kromatiderne, der er fastgjort til dem, væk fra hinanden.

Faktisk bevæger de to halvdele eller de samme sæt kromatider sig til to modsatte poler af spindlen. Denne bevægelse er autonom. Den mitotiske adskillelse af kromatider starter således altid ved centromeren og fortsætter langs kromosomerne i begge retninger. Efter en fuldstændig adskillelse af kromatiderne fra hinanden kaldes de datterkromosomer.

På dette tidspunkt bliver spindelens poler længere adskilt end de af metafasespindlen. Dattercentromererne bliver også adskilt fra hinanden, og ækvatorialområdet mellem dem synes at være mere langstrakt.

Når spindelens ækvatoriale del forlænges betydeligt, bliver polerne tilsvarende indsnævret, og til sidst ser det hele ud som en tynd bund af trådlignende strukturer. Denne trådlignende struktur mellem de to adskilte grupper af datterkromosomer kaldes stamkroppen.

5. Telofase:

Som regel er de to grupper af kromatider nu kendt som de to grupper af datterkromosomer, der passerer mod modstående poler af spindlen. Spindelens polarhætter ser ud til at forsvinde i starten af ​​Telophase, men stamkroppen kan vare i lang tid.

De to grupper af datterkromosomer mister hurtigt deres glatte konturer og gennemgår kondensation. En tilsyneladende ny nukleær membran, der omgiver kromosomet, udvikler sig på dette stadium, og nukleolus dukker op igen. Men i dette telofase stadium består kromosomet af kun ét kromatid i stedet for to, og der er kun halvdelen af ​​mængden af ​​DNA, således at udseendet af profas og telofasekerner i det samme væv næsten altid er karakteristisk forskelligt. Imidlertid dannes to datterceller i sidste ende.

Mitotisk celledeling er meget vigtig, fordi indholdet af kromosomerne aldrig ændres og forbliver ens i alle dattercellerne. Datterkernerne svarer således til moderkernen. Som følge heraf producerer processen med celledeling store antal datterceller, som gradvist begynder at påtage sig forskellige funktioner, og på den måde dannes de forskellige dele af kroppen.

Meiosis mekanisme:

Kendskabet til arvelighed er afgørende for forståelsen af ​​meiosismekanismen. Faktisk er meiosis antitese af befrugtning. Ved denne cellededelingsproces reduceres det diploide antal kromosomer til haploid (halv) nummeret. Det er en meget vigtig proces.

Da vi ved, at livet opstår som en forekomst af fusion mellem en mandlig og kvindelig gamet, forventes antallet af kromosomer at være dobbelt fordi begge gameter bidrager med deres specifikke antal kromosomer.

Således vil kromosom nummeret fortsætte med at formere sig fra generation til generation. Naturens løsning på dette problem er Meiosis eller Reduktion divisionen. I højere dyr finder denne proces sted lige før kimcellerne dannes.

Meiosierne af de mannlige gameter betegnes som spermatogenese, mens den samme mekanisme i kvindelige gameter betegnes som oogenese. Meiosi involverer imidlertid to typer af inddelinger, der forekommer efter hinanden. I tilfælde af første division reduceres antallet af kromosomer til halvdelen, men i anden division bliver nummeret dobbelt.

Meiosis er derfor en meget kompliceret mekanisme for nuklear division, som kan diskuteres på følgende måde:

Første Meiotiske Division:

Den første 'meotiske division' begynder altid med et længere profasestadium, der afviger i høj grad fra en simpel mitotisk division. Denne 'Prophase' viser et antal delstrin, der er kendt som leptoten, zygotene, pachyten, diplotene og diakinesis. Ved siden af ​​Prophase er der en kort pre-metafase, som efterfølges af metafasen af ​​den første 'meotiske division'. Vi skal dog starte med underfasen af ​​Prophase.

1. Leptoten:

Det er normalt en kort fase, hvor kromosomerne ser meget langstrakte og slanke ud. Disse kromosomer har en polariseret orientering med alle deres ender rettet mod et lille område på den ene side af kernen. Denne polarisering synes ikke at påvirke centromererne overhovedet. Hvert kromosom bærer et bestemt antal granuler, som danner en kæde af perler af forskellige størrelser kendt som chromomerer.

2. Zygotene:

I dette stadium kommer de homologe kromosomer sammen i par og bliver tættere over hele deres længde. Dette fænomen kaldes parring eller synapsis. Denne synapsisproces synes normalt at starte ved kromosomderne og fortsætter derefter, indtil den er fuldstændig bortset fra nogle sekschromosomer. Parring eller synaptisk proces er uden tvivl lettet af den polariserede orientering af kromosomerne, som bringer deres ender tæt sammen.

3. Pachytene:

Pachytene begynder, når synapsis kommer til en ende, og det ender, når de homologe kromosomer begynder at bevæge sig væk fra hinanden.

De vigtigste begivenheder, der opstår i løbet af denne fase, er som følger:

a) Der er en yderligere kondensering af kromosomer, således at kromosompar bliver kortere og tykkere,

b) Som følge af synapsis mellem homologe kromosomer er antallet af observerbare kromosomer kun halvdelen (dvs. n) af det somatiske kromosomnummer. I de fleste af arterne kaldes disse haploide antal kromosompar bivalenter. Hver bivalent viser fire kromatider eller tråde. Disse tråde er omtrent lige langt fra hinanden, således at de danner en firkant i tværsnit.

c) Krydsning mellem homologe kromosomer finder sted i dette trin. En lille mængde (0, 3%) DNA-syntese, der finder sted under pachyten, antages at spille en afgørende rolle i krydsning. Pachytene er imidlertid normalt et langt stadium.

4. Diplotene:

Den synaptiske attraktion mellem de homologe kromosomer kommer pludselig til ende, og homologe kromosomer fra hver bivalente begynder at bevæge sig væk fra hinanden. Dette markerer begyndelsen på Diplotescenen. De to homologer af hver bivalent synes at være knyttet til hinanden på et eller flere punkter, kendt som Chaisma (flertal: Chiasmata). Det antages, at i begyndelsen er chiasmata placeret ved punkterne for faktisk krydsning mellem de homologe kromosomer.

Efterhånden som diploterne udvikler sig, bevæger chiasmata langsomt sig mod enderne af de homologe kromosomer. Denne bevægelse betegnes som chiasma-terminalisering. Yderligere kondensering af kromosomer er også synlig i dette trin, så de blev gradvist kortere og tykkere.

5. Diakinesis:

Der er ingen væsentlig forskel mellem sent diplotene og diakinesis. Faktisk vender de slanke diplotene bivalenter gradvist til tykke kromosomer og bliver meget korte. De forbliver spredt fordelt i hele kernen, og alle sløjfer mellem chiasmata ligger vinkelret på hinanden. 'Rotation' udføres normalt ved begyndelsen af ​​diakinesis, men 'terminalisering' kan fortsætte helt op til første metafase.

Premetaphase:

I dette stadium forsvinder kernemembranen og spindlen danner. Nukleolus findes også at forsvinde, og de bivalente kromosomer bevæger sig mod ækvatorialplanet, mens de to centromerer af hver bivalent går på modsatte sider af flyet.

1. Første metafase:

På dette stadium fastgøres kromosomerne ofte til spindlen et sted mellem ækvator og pol. Centromeren er fastgjort til spindelfibrene på ækvator.

2. Første anafase:

Kromosomerne bliver nu adskilt og flyttes til modsatte poler. Centromererne opdeles ikke, men hver eneste centromere bevæger sig i retning af den nærmeste pol som dattercentromerer af en almindelig mitotisk division.

3. Første telophase:

Denne fase afviger ikke væsentligt fra en almindelig somatisk mitose. Her dannes to datterkerner med et par kromatider ved polerne. På denne måde indeholder to datterkerner haploid antal kromosomer.

Anden Meiotiske Division:

1. Anden Prophase:

Det præsenterer et særskilt stadium, som altid er kort og indeholder ingen komplikationer. Spindlerne bliver organiseret hurtigt.

2. Andet metafase:

Antallet af kromosomer er halvdelen af ​​det somatiske tal, og kromatiderne afviger bredt, idet de kun holdes sammen ved centromererne.

3. Anden anafase:

Centromerer opdeler og begynder at bevæge sig mod polerne, da kromatiderne er helt træ fra hinanden.

4. Anden telophase:

Denne fase adskiller sig ikke fra en asatisk division, med undtagelse af antallet af kromosomer. Fire datterkerner dannes, hver med haploid antal kromosomer. Det kan konkluderes, at den første meiotiske deling forårsager reduktionen af ​​antallet af kromosomer, men centromeren undlader at opdele. Under den anden meiotiske division, når centromererne opdeles, opdeler kromatiderne ikke.

De flytter simpelthen fra hinanden og danner fire datterceller af haploidnummer. Hovedprocessen af ​​denne proces ligger i opretholdelsen af ​​et konstant antal kromosomer i arten. I alle seksuelt reproducerende planter og dyr er gameterne haploide (X) i antallet af kromosomer. Seksuel gengivelse er fusion af en mandlig gamet (X) med en kvindelig (X) og resulterer i dannelsen af ​​en zygote (2X), hvorfra et afkom er udviklet. En anden vigtighed af meiose er at hjælpe med segregering, sortiment og rekombination af gen.