מחזור תאים

מחזור התא הוא תקופת קיום התא מרגע היווצרותו על ידי חלוקת התא האם לחלוקה או למוות משלו. תוכן [הצג]

משך מחזור התא האוקריוטי

משך מחזור התא בתאים שונים משתנה. הכפלה מהירה של תאים של אורגניזמים בוגרים, כמו תאים המטופויטיים או תאים בזלתיים של האפידרמיס והמעי הדק, יכולים להיכנס למעגל התאים כל 12-36 שעות. נצפים מחזורי תאים קצרים (כ -30 דקות) עם ריסוק מהיר של ביצי שרירנים, דו-חיים וחיות אחרות. בתנאים ניסיוניים, לקווי תרבית תאים רבים יש מחזור תאים קצר (בערך 20 שעות). בתאים המתחלקים באופן פעיל ביותר, התקופה בין המיטוזות היא בערך 10-24 שעות.

שלבים של מחזור התא האוקריוטי

מחזור התא של האאוקריוטות מורכב משתי תקופות:

תקופת צמיחת התאים, המכונה "האינטרפזה", במהלכה מתרחשת סינתזה של DNA וחלבונים ומתבצעת הכנה לחלוקת תאים.

תקופת חלוקת התאים, המכונה "שלב M" (מהמילה מיטוזה - מיטוזה).

הממשק מורכב מכמה תקופות:

שלב G1 (מהפער האנגלי - פער), או שלב הגידול הראשוני, שבמהלכו קיימת סינתזה של mRNA, חלבונים, רכיבים סלולריים אחרים;

שלבי S (מהסינתזה האנגלית - סינתטית), במהלכם מתרחשת שכפול ה- DNA של גרעין התא, מכפילים גם את הצנטרולים (אם הם, כמובן).

שלב G2, שבמהלכו מתבצעת הכנה למיטוזה.

בתאים מובחנים שכבר אינם מתחלקים, שלב ה- G1 עשוי להיעדר במחזור התא. תאים כאלה נמצאים בשלב המנוחה G0.

תקופת חלוקת התאים (שלב M) כוללת שני שלבים:

מיטוזה (חלוקת תאים);

ציטוקינזיס (חלוקת הציטופלזמה).

בתורו, המיטוזה מחולקת לחמישה שלבים, in vivo ששת השלבים הללו יוצרים רצף דינאמי.

התיאור של חלוקת התא מבוסס על נתונים של מיקרוסקופיית אור בשילוב עם צילומי מיקרו ועל תוצאות מיקרוסקופיית האור והאלקטרונים של תאים קבועים ומוכתמים.

ויסות מחזור תאים

הרצף הרגיל של השינוי בתקופות של מחזור התא מתבצע על ידי אינטראקציה של חלבונים כמו קינאזים ותלויים מחזורי ציקלין. תאים בשלב ה- G0 יכולים להיכנס למחזור התא כאשר הם נחשפים לגורמי צמיחה. גורמי גדילה שונים, כגון טסיות דם, אפידרמיס, גורם צמיחת עצבים, הנקשרים לקולטנים שלהם, מעוררים מפל איתות תוך-תאי, מה שמביא לתעתיק של גנים קינזיים תלויים מחזלין. קינאזות תלויי סייקל הופכות לפעילות רק כאשר מתקיימים אינטראקציה עם המחזוריות המתאימות. התוכן של המחזורים השונים בתא משתנה לאורך מחזור התאים כולו. ציקלון הוא מרכיב רגולטורי במתחם הקינאז תלותי-ציקללין. קינאזה הוא מרכיב קטליטי במתחם זה. קינאזות אינן פעילות ללא מחזוריות. בשלבים שונים של מחזור התא, מסונתזים ציקלינים שונים. לפיכך, התוכן של ציקלון B בביוץ צפרדע מגיע למקסימום בזמן המיטוזה, כאשר כל המפל של תגובות זרחוב המנותזות על ידי מתחם הקינאז תלוי ציקלון-ב / סייקללין מופעל. בסוף המיטוזה, ציקלון נהרס במהירות על ידי חלבונים.

נקודות בקרת מחזור תאים

כדי לקבוע את השלמת כל שלב של מחזור התא, נדרשת נוכחות של נקודות בקרה בו. אם התא "עובר" את נקודת הבקרה, אז הוא ממשיך "לנוע" לאורך מחזור התא. אם נסיבות כלשהן, כמו נזק ל- DNA, מונעות את התא לעבור דרך מחסום שניתן להשוות לסוג של מחסום, אז התא נעצר ושלב נוסף במחזור התא אינו מתרחש, לפחות עד להסרת המכשולים, ולא מאפשר לתא לעבור דרך המחסום. יש לפחות ארבע נקודות בקרה של מחזור התא: הנקודה ב- G1, בה נבדקת שלמות ה- DNA, לפני הכניסה לשלב ה- S, נקודת הפיוס בשלב ה- S, בה נבדקת שכפול ה- DNA, נקודת הפיוס ב- G2, בה מוחמץ נזק. כאשר עוברים את נקודות הפיוס הקודמות, או מתקבלים בשלבים הבאים של מחזור התא. בשלב ה- G2 מתגלה השלמות של שכפול ה- DNA, ותאים בהם ה- DNA אינו משוחזר אינם נכנסים למיטוזה. בנקודת הבקרה של הרכבת ציר הביקוע, נבדק אם כל kinetochores מחוברים microtubules.

הפרעות במחזור תאים ויצירת גידולים

עלייה בסינתזת חלבון p53 מובילה להשראת סינתזת חלבון p21, מעכב מחזור תאים

הפרה של הרגולציה הרגילה של מחזור התא היא הגורם להופעת רוב הגידולים המוצקים. במחזור התא, כאמור, מעבר של נקודות בקרה אפשרי רק במקרה של סיום תקין של השלבים הקודמים והיעדר קלקול. תאי הגידול מאופיינים בשינויים ברכיבי נקודות יישור התא. במהלך הפעלה של מחסומי תאי מחזור תאים, נצפתה תפקוד לקוי של חלק מדכאי הגידולים והפרוטו-אונקוגנים, בפרט p53, pRb, Myc ו- Ras. חלבון ה- p53 הוא אחד מגורמי התמלול שיוזמים את הסינתזה של חלבון p21 המהווה מעכב של מתחם CDK-cyclin, מה שמוביל למעצר מחזור תאים בתקופת G1 ו- G2. כך, תא בו נפגע ה- DNA אינו נכנס לשלב ה- S. עם מוטציות המובילות לאובדן גנים של חלבון p53, או עם שינוייהם, המצור של מחזור התא אינו מתרחש, התאים נכנסים למיטוזה, מה שמוביל להופעת תאים מוטנטים, שרובם אינם קיימים, השני מוליד תאים ממאירים.

ציקלינים - משפחת חלבונים שהם מפעילים של קינאזות תלויי-מחזור חלבון (CDKs) (CDKs) - אנזימים מרכזיים המעורבים בוויסות מחזור התא האוקריוטי. המחזורים קיבלו את שמם בגלל העובדה שהריכוז התוך תאי שלהם משתנה מעת לעת עם תאים העוברים במחזור התא, ומגיעים למקסימום בשלבים הספציפיים שלו.

תת היחידה הקטליטית של קינאז החלבון התלוי מסוג ציקלין מופעלת באופן חלקי כתוצאה מאינטראקציה עם מולקולת הציקלין המהווה את יחידת המשנה הרגולטורית של האנזים. היווצרות הטרודימר זה מתאפשרת לאחר שהציקלון מגיע לריכוז קריטי. בתגובה לירידה בריכוז הציקלין, מתרחשת פעולת האנזים. להפעלה מלאה של קינאז החלבון התלוי מסוג cyclin, חייבים להופיע זרחן ספציפי וניוון של שאריות של חומצות אמינו מסוימות בשרשרות הפוליפפטיד של מתחם זה. אחד האנזימים המבצעים תגובות כאלה הוא הקינאז CAK (CAK - CDK המפעיל קינאז).

קינאז תלוי ציקלוני

קינאזות תלויי סייקללין (אנגלית. קינאזות תלויי ציקללין, CDK) - קבוצת חלבונים המווסתים על ידי מולקולות ציקללין ומדוכדניות. מרבית ה- CDK מעורבים בשינויי שלבי מחזור תאים; הם גם מסדירים את התמלול ועיבוד ה- mRNA. CDKs הם סרין \\ תראונין קינאזים, ומזרחים את שאריות החלבון המקבילות. ידועים כמה CDKs, שכל אחד מהם מופעל על ידי ציקלין אחד או יותר ומולקולות דומות אחרות לאחר שהגיע לריכוז הקריטי שלהם, יתר על כן, לרוב CDKs הם הומולוגיים, ונבדלים זה מזה בעיקר בתצורת אתר הכריכה של ציקלון. בתגובה לירידה בריכוז התוך תאי של ציקלון מסוים, ה- CDK המקביל מופעל באופן הפיך. אם CDKs מופעלים על ידי קבוצת ציקלינים, כל אחד מהם, כביכול, העברת קינאזות חלבון אחד לשני, שומר על CDK במצב פעיל במשך זמן רב. גלי הפעלת CDK כאלה מתרחשים בשלב G1 ו- S של מחזור התא.

רשימת CDKs ורגולטורים שלהם

CDK1; ציקלון A, ציקלון ב

CDK2; cyclin A, cyclin E

CDK4; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK5; CDK5R1, CDK5R2

CDK6; cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3

CDK7; ציקלון ח

CDK8; ציקלון ג

CDK9; cyclin T1, cyclin T2a, cyclin T2b, cyclin K

CDK11 (CDC2L2); cyclin L

עמיטוזה (או חלוקת תאים ישירה) מופיעה בתאים סומטיים של איקריוטות בתדירות נמוכה יותר מאשר מיטוזה. זה תואר לראשונה על ידי הביולוג הגרמני R. Remack בשנת 1841, המונח הוצע על ידי היסטולוג. ו 'פלמינג מאוחר יותר - בשנת 1882 ברוב המקרים, עמיתוזה נצפתה בתאים עם פעילות מיטוטית מופחתת: מדובר בתאים מזדקנים או משתנים פתולוגית, אשר נידונים לעיתים קרובות למוות (תאי נבט יונקים, תאי גידול וכו '). עם אמיטוזיס, מצב הבין-שלבי של הגרעין נשמר בצורה מורפולוגית, הגרעין והקרום הגרעיני נראים בבירור. שכפול ה- DNA נעדר. ספירלת כרומטין אינה מתרחשת, כרומוזומים אינם מתגלים. התא שומר על פעילותו התפקודית המובנית, שנעלמת כמעט לחלוטין עם המיטוזה. עם אמיטוזיס, רק הגרעין מחולק וללא היווצרות ציר ביקוע, לפיכך, חומר תורשתי מופץ באופן אקראי. היעדר ציטוקינזיס מוביל להיווצרות תאים binuclear, אשר לאחר מכן אינם מסוגלים להיכנס למעגל המיטוטי הרגיל. עם אמיטוזה חוזרת ונשנית, יכולים להיווצר תאים רב-סוודרים.

מושג זה הופיע עדיין בספרי לימוד מסוימים עד שנות השמונים. נכון לעכשיו, מאמינים כי כל התופעות שקשורות לאמיטוזיס הן תוצאה של פרשנות לא נכונה של תכשירים מיקרוסקופיים לא מספיק מוכנים, או פרשנות כתופעות של חלוקת תאים המלווה בהרס התא או בתהליכים פתולוגיים אחרים. יחד עם זאת, לא ניתן לקרוא כמה גרסאות של ביקוע של גרעינים אוקיארוטים מיטוזה או מיוזה. כזה, למשל, הוא חלוקת מקרוני גרעינים של ריצודים רבים, כאשר ללא היווצרות ציר מתרחשת הפרדה של שברי כרומוזומים קצרים.

צמיחת גוף האדם בגלל עלייה בגודל ובמספר התאים, ואילו האחרונים ניתנים בתהליך החלוקה, או המיטוזה. התפשטות תאים מתרחשת תחת השפעת גורמי צמיחה חוץ תאיים, והתאים עצמם עוברים רצף חוזר של אירועים המכונים מחזור התא.

יש ארבעה עיקריים שלב: G1 (presynthetic), S (synthetic), G2 (postsynthetic) ו- M (mitotic). לאחר מכן מופרדת הפרדת הציטופלזמה וממברנת הפלזמה, וכתוצאה מכך שני תאי בת זהים. השלבים Gl, S ו- G2 הם חלק מהמתקן. שכפול כרומוזום מתרחש בשלב הסינתטי, או בשלב ה- S.
רוב תאים לא כפופים לחלוקה אקטיבית, הפעילות המיטוטית שלהם מדוכאת בשלב ה- GO, שהוא חלק משלב ה- G1.

משך שלב M משך 30-60 דקות, ואילו מחזור התא כולו אורך כ- 20 שעות. תלוי בגיל, תאים אנושיים נורמליים (שאינם גידולים) עוברים עד 80 מחזורים מיטוטיים.

התהליכים מחזור תאים נשלטים על ידי הפעלה והפעלת פעולות חוזרות ברציפות של אנזימים מרכזיים הנקראים קינאזות חלבון תלויות cyclidine (CZK), כמו גם הקופקטורים שלהם - ציקלינים. במקרה זה, תחת השפעת פוספוקינאזים ופוספטאזים, מתרחשים זרחן וניוון זחלים של מתחמי סייקלין-CZK מיוחדים האחראים להופעת שלבים מסוימים של המחזור.

בנוסף, על הרלוונטי שלבים כמו חלבוני CZK לגרום לצפיפות כרומוזומים, קרע בקרום הגרעיני וארגון מחדש של המיקרו-צינורות של הציטוס-שלד על מנת ליצור ציר ביקוע (ציר מיטוטי).

שלב G1 של מחזור התא

שלב G1 - שלב ביניים בין שלבי M ו- S, ובמהלכו מתרחשת עלייה בכמות הציטופלזמה. בנוסף, בסוף שלב G1 ישנה נקודת בקרה ראשונה בה נבדקים תיקון DNA ותנאים סביבתיים (האם הם מספיק טובים למעבר לשלב S).

במקרה גרעיני DNA פגום, פעילותו של חלבון p53 מוגברת מה שמעורר את התעתיק של p21. זה האחרון נקשר למתחם ציקללין-CZK ספציפי, האחראי על העברת התאים לשלב ה- S, ומעכב את חלוקתו בשלב שלב ה- Gl. זה מאפשר לאנזימים לתיקון שברי DNA פגומים.

אם מתרחשות פתולוגיות שכפול DNA פגום בחלבון p53 ממשיך, המאפשר לחלוקת תאים לצבור מוטציות ותורם להתפתחות תהליכי גידול. זו הסיבה שלעתים קרובות חלבון p53 מכונה "שומר הגנום."

שלב G0 של מחזור התא

ריבוי תאי יונקים אפשרי רק בהשתתפות מופרשים על ידי תאים אחרים גורמי צמיחה חוץ תאייםהמפעילים את השפעתם באמצעות הולכת אות מפל של פרוטו-אונקוגנים. אם בשלב ה- G1 התא אינו מקבל את האותות המתאימים, אז הוא עוזב את מחזור התא ונכנס למצב G0, אשר עשוי להיות מספר שנים.

חסימת G0 מתרחשת בעזרת חלבונים - מדכאי מיטוזה, שאחד מהם הוא חלבון רטינובלסטומה (חלבון Rb) המקודד על ידי האללים הרגילים של הגן הרטינובלסטומה. חלבון זה נצמד לחלבונים רגולטוריים משופעים, וחוסם את גירוי התעתיק של הגנים הנחוצים להפצת תאים.

גורמי צמיחה חוץ תאיים הורסים את החסימה על ידי הפעלה מתחמי cyclin-CZK ספציפיים ל- Glהמזרחת את חלבון ה- Rb ומשנה את הקונפורמציה שלו, וכתוצאה מכך נשבר הקשר עם חלבונים רגולטוריים. יתר על כן, האחרונים מפעילים את שעתוק הגנים המקודדים על ידם, המפעילים את תהליך ההפצה.

שלב S של מחזור התא

כמות סטנדרטית סליל כפול של DNA בכל תא, מערך הדיפלואידים המקביל לכרומוזומים חד-גדילים מוגדר בדרך כלל כ- 2C. סט 2C נשמר במהלך שלב G1 ומכפיל את עצמו (4C) בשלב ה- S כאשר מסונתז DNA כרומוזומי חדש.

מהסוף שלב S ולפני שלב ה- M (כולל שלב ה- G2), כל כרומוזום גלוי מכיל שתי מולקולות DNA הקשורות בחוזקה הנקראות כרומטות אחיות. כך, בתאים אנושיים מסוף שלב ה- S ועד אמצע שלב ה- M ישנם 23 זוגות כרומוזומים (46 יחידות נראות לעין), אך 4C (92) סלילים כפולים של DNA גרעיני.

בתהליך מיטוזה אותם קבוצות של כרומוזומים מופצים על שני תאי בת באופן שכל אחד מהם מכיל 23 זוגות של מולקולות DNA 2C. יש לציין כי השלבים G1 ו- G0 הם השלבים היחידים במעגל התא, במהלכם מערך ה- 2C של מולקולות ה- DNA תואם 46 כרומוזומים בתאים.

שלב G2 של מחזור התא

שְׁנִיָה צ'ק פוינטכאשר נבדק גודל התא נמצא בסוף שלב ה- G2 שנמצא בין שלב ה- S למיטוזה. בנוסף, בשלב זה, לפני שתמשיך למיטוזה, נבדקת שלמות שכפול ה- DNA ושלמותו. מיטוזיס (שלב M)

1. משפט. כרומוזומים, שכל אחד מהם מורכב משני כרומטים זהים, מתחילים להתעבות ונראים לעין בתוך הגרעין. בקטבים מנוגדים של התא סביב שני צנטרוזומים מתחיל להיווצר מכשיר דמוי ציר מסיבי טובולין.

2. Prometaphase. יש הפרדה של קרום הליבה. סביב מרכזי הכרומוזומים נוצרים kinetochores. סיבי טובולין חודרים לתוך הגרעין ומתרכזים בסמוך לקינטוקור, ומחברים אותם עם סיבים הנובעים מהצנטרוזום.

3. מטאפזה. המתח של הסיבים גורם לכרומוזומים להתיישר באמצע בקו בין קטבי הציר ובכך יוצרים צלחת מטאפזית.

4. אנפזה. ה- DNA של צנטרומר, המחולק בין כרומטידיות אחות, משוכפל, הכרומטים מופרדים ומתרחקים קרוב יותר לקטבים.

5. טלופאז. כרומידים אחים מופרדים (הנחשבים כיום כרומוזומים) מגיעים לקטבים. סביב כל אחת מהקבוצות יש קרום גרעיני. כרומטין מרוכז מתפוגג ונוצר נוקליאולים.

6. ציטוקינזיס. קרום התא מתכווץ ובאמצע בין הקטבים נוצר חריץ מחשוף, שמפריד בסופו של דבר בין שני תאי הבת.

מחזור צנטרוזום

ב זמן שלב G1 יש הפרדה של זוג צנטרולים המקושרים לכל צנטרוזום. במהלך שלבי ה- S וה- G2, צורה של בת חדשה נוצרת מימין למרכזיים הישנים. בתחילת שלב ה- M מופרד הצנטרוזום, שני צנטרוזומים בתיים מתפזרים לקטבים של התא.

מחזור תאים (cyclus cellularis) היא התקופה מחלוקת תאים אחרת או התקופה החלוקה בתאים ועד מותה. מחזור התא מחולק ל -4 תקופות.

התקופה הראשונה היא מיטוטית;

שני - פוסט-קטוטי, או סינתטי מראש, הוא מצוין על ידי האות G1;

שלישי - סינטטי; זה מצוין על ידי האות S;

רביעית - פוסט-סינתטית, או פרימיטוטית, זה מצוין על ידי האות G 2,

והתקופה המיטוטית היא האות מ.

לאחר המיטוזה מתחילה תקופת ה- G1 הבאה. במהלך תקופה זו תא הבת קטן פי 2 במסה מאשר תא האם. בתא זה, פי 2 פחות חלבון, DNA וכרומוזומים, כלומר בדרך כלל צריכים להיות בו כרומוזומים של 2n ו- DNA של 2c.

מה קורה בתקופה G1? בשלב זה מתרחשת תעתיק RNA על פני ה- DNA, שלוקח חלק בסינתזה של חלבונים. בגלל חלבונים, מסת התא של הבת עולה. בשלב זה מסונתזים מבשרי DNA ואנזימים המעורבים בסינתזה של מבשרי DNA ו- DNA. התהליכים העיקריים בתקופת ה- G1 הם סינתזה של חלבונים וקולטני תאים. ואז מגיעה תקופה S. בתקופה זו משוכפלים כרומוזומי DNA. כתוצאה מכך, בסוף התקופה S, תוכן ה- DNA הוא 4s. אבל הכרומוזומים יהיו 2p, למרות שלמעשה הם גם יהיו 4p, אך ה- DNA של הכרומוזומים בתקופה זו שזור זה בזה, עד כי כל כרומוזום אחות בכרומוזום האימהי עדיין לא נראה. ככל שסינתזת ה- DNA מתגברת וההעתקה של RNA של ריבוזומלים, מידע והובלה עולה, סינתזת החלבון עולה באופן טבעי. בשלב זה עשויה להתרחש הכפלה של הצנטרולים בתאים. כך, תא מתקופה S נכנס לתקופה G2. בתחילת תקופת ה- G 2 נמשכת התמלול הפעיל של RNAs שונים וסינתזה של חלבונים, בעיקר חלבוני טובולין, הנחוצים לציר. הכפלה של צנטרולים עשויה להתרחש. ATP, המהווה מקור לאנרגיה, מסונתז באינטנסיביות במיטוכונדריה, ואנרגיה הכרחית לחלוקת תאים מיטוטיים. לאחר תקופה של G 2, התא נכנס לתקופה המיטוטית.

חלק מהתאים עשויים לצאת ממעגל התא. יציאת התא ממעגל התא מסומנת על ידי האות G0. תא שנכנס לתקופה זו מאבד את יכולתו למיטוזה. יתר על כן, חלק מהתאים מאבדים את יכולתם למיטוזה באופן זמני, ואילו אחרים - לצמיתות.

במקרה שהתא מאבד באופן זמני את יכולת החלוקה המיטוטית הוא עובר בידול ראשוני. במקרה זה, תא מובחן מתמחה בביצוע פונקציה ספציפית. לאחר ההבחנה הראשונית תא זה מסוגל לחזור למעגל התא ולהיכנס לתקופה Gj ואחרי מעבר של תקופה S ותקופה G2 עוברים חלוקה מיטוטית.

היכן בגוף התאים בתקופת ה- G 0? תאים כאלה נמצאים בכבד. אך אם הכבד נפגע או חלק ממנו מוסר על ידי ניתוח, אז כל התאים שעברו את ההבדל הראשוני חוזרים למעגל התא, ועקב חלוקתם התאים הפרנכימיים של הכבד מתאוששים במהירות.

תאי גזע נמצאים גם בתקופת ה- G 0, אך כאשר תא הגזע מתחיל להתחלק, הוא עובר בכל תקופות המפגש: G1, S, G2.

אותם תאים שמאבדים סוף סוף את יכולתם לחלוקה מיטוטית עוברים בידול ראשון ומבצעים פונקציות מסוימות, ואז בידול סופי. לאחר הבחנה סופית, התא אינו יכול לחזור למחזור התא ובסופו של דבר נפטר. איפה תאים כאלה בגוף? הראשון הוא תאי דם. גרנולוציטים בדם שעברו תפקוד בידול במשך 8 ימים ואז נפטרים. תאי דם אדומים מתפקדים למשך 120 יום ואז מתים (בטחול). שנית, אלה הם תאי האפידרמיס של העור. תאי האפידרמיס עוברים התמיינות ראשונית, אחר כך סופית, וכתוצאה מכך הם הופכים למאזניים חרמנים, אשר אז מחולשים משטח האפידרמיס. באפידרמיס של העור התאים יכולים להיות בתקופה G 0, תקופה G1, תקופה G2 ובתקופה S.

רקמות עם תאים המתחלקים לעתים קרובות מושפעות בצורה חזקה יותר מרקמות עם תאים המתחלקים לעיתים רחוקות, מכיוון שמספר גורמים כימיים ופיזיים הורסים מיקרו-צינורות של הציר.

MITOSIS

מיטוזיס שונה באופן מהותי מחלוקה ישירה או עמיתוזה בכך שבמהלך המיטוזה קיימת התפלגות אחידה של חומר כרומוזומלי בין תאי הבת. מיטוזיס מחולקת ל -4 שלבים. שלב ראשון נקרא נבואה שני - מטאפזה שלישי - אנפזה רביעי - טלופאז.

אם לתא קבוצה של כרומוזומים מחצית (haploid) הכוללת 23 כרומוזומים (תאי מין), אז קבוצה כזו מסומנת בסמל In של כרומוזומים ו- DNA של 1c, אם דיפלואיד - כרומוזומים 2p ו- 2c DNA (תאים סומטיים מייד לאחר חלוקה מיטוטית), סט כרומוזומים אנאופלואידי - בתאים לא תקינים.

משפט. החיזוי מתחלק למוקדם ומאוחר. במהלך הנבואה המוקדמת, הכרומוזומים מסתחררים והם נראים בצורת חוטים דקים ויוצרים כדור צפוף, כלומר נוצר כדור צפוף. עם תחילת הנבואה המאוחרת, הכרומוזומים מסתחררים ביתר שאת, כתוצאה מכך נסגרים הגנים של המארגנים הגרעיניים של הכרומוזומים. לפיכך נפסקות התעתיק של rRNA והיווצרות יחידות תת כרומוזום, והגרעין נעלם. במקביל, מתרחשת פיצול של המעטפה הגרעינית. שברי מעטפת הגרעין מתקרשים בשואבים קטנים. בציטופלזמה, כמות ה- EPS הגרעינית יורדת. מיכלי EPS גרגירים מפוצלים למבנים קטנים יותר. מספר הריבוזומים על פני קרומי ה- EPS פוחת בצורה חדה. זה מוביל לירידה בסינתזת החלבון ב- 75%. בשלב זה, מרכז התא הוא מכפיל את עצמו. שני מרכזי התאים שהתקבלו מתחילים להתבדל לעבר הקטבים. כל אחד ממרכזי התאים שזה עתה הוקמו מורכב משני צנטריונים: אימהות ובת.

בהשתתפות מרכזי תאים מתחיל להיווצר ציר חלוקה, המורכב ממיקרו-צינורות. הכרומוזומים ממשיכים לסחרור, וכתוצאה מכך נוצר כדור כרומוזומים רופף הממוקם בציטופלזמה. לפיכך, נבואה מאוחרת מאופיינת בכדור כרומוזומים רופף.

מטאפזה. במהלך המטאפזה נראים הכרומטידים של הכרומוזומים האימהיים. כרומוזומים אימהיים עומדים בשורה במישור המשווה. אם אתה מסתכל על הכרומוזומים האלה מקו המשווה של התא, הם נתפסים כ לוחית משוונית (למינה אקוואטוריאליס). במקרה כזה, אם מסתכלים על אותה צלחת מצדו של המוט, היא נתפסת כ- כוכבת אם(מונסטר). במהלך המטאפזה מסתיימת היווצרות ציר הביקוע. בציר החלוקה נראים 2 סוגים של מיקרו-צינורות. כמה מיקרו-צינורות נוצרים ממרכז התא, כלומר מהצנטריולה, והם נקראים מיקרו-צינורות צנטריולריים (microtubuli cenriolaris). מיקרו-צינורות אחרים מתחילים להיווצר מכרומוזומי קינטוכור. מהם kinetochores? באזור ההיצרות הראשוני של הכרומוזומים, יש מה שמכונה קינטוכוריות. לקינטוכוריות אלה יכולת לגרום להרכבה עצמית של מיקרו-צינורות. זה המקום בו מתחילות מיקרו-צינורות, הצומחים לעבר מרכזי התא. לפיכך, הקצוות של צינורות המיקרו-צינור מונחים בין הקצוות של צינורות המיקרו-צינור.

אנפזה. במהלך אנאפאזה מתרחשת הפרדה בו זמנית של כרומוזומי בת (כרומטידים), שמתחילים להעביר אחד לאחד, השני לקוטב השני. במקרה זה, כוכב כפול מופיע, כלומר שני כוכבי בת (דיאסטר). תנועת הכוכבים נובעת מציר החלוקה והעובדה שקטבי התא מוסרים מעט זה מזה.

מנגנון, תנועות של כוכבות בת. תנועה זו מובטחת על ידי העובדה כי הקצוות של צינורות המיקרו-תמצית kinetochore מחליקים לאורך קצוות המיקרו-צינורות הצנטרולריים ומושכים את הכרומטידים של כוכבי הבת לכיוון הקטבים.

טלופאז. במהלך הטלופאז, תנועת כוכבי הבת נעצרת והגרעינים מתחילים להיווצר. כרומוזומים עוברים ייאוש, קרום גרעיני (גרעין) מתחיל להיווצר סביב הכרומוזומים. מכיוון שפרחי כרומוזומי DNA עוברים ייאוש, מתחיל השעתוק

RNA על הגנים שהתגלו. מכיוון שפרברי כרומוזומי DNA נבזזים, rRNAs בצורת חוטים דקים מתחילים לתעתק באזור של מארגני הגרעין, כלומר, נוצר המנגנון הסיבי-גרעיני. לאחר מכן מועברים חלבונים ריבוזומליים לשרירי rRNA המורכבים עם rRNA, וכתוצאה מכך נוצרת תת יחידות של ריבוזומים, כלומר נוצר מרכיב גרעיני בגרעין. זה מתרחש כבר בטלופאז המאוחר. ציטוטומיה כלומר היווצרות היצרות. עם היווצרות היצרות בקו המשווה, הציטולמה פלשה. מנגנון הטירוף הוא כדלקמן. טונפילמנטים, המורכבים מחלבונים מתכווצים, ממוקמים בקו המשווה. טונפילמנטים אלה מביאים גם ציטולמה. לאחר מכן, הציטולמה של תא בת אחת מופרדת משנייה מאותו תא בת. אז כתוצאה ממיטוזה נוצרים תאי בת חדשים. תאי הבת פחות פי 2 במסה בהשוואה לתאי האם. יש להם גם פחות DNA - מתאים לשניים, ומחצית ממספר הכרומוזומים - תואם ל- 2p. אז חלוקה מיטוטית מסיימת את מחזור התא.

המשמעות הביולוגית של המיטוזה טמונה בעובדה שעקב חלוקה הגוף גדל, התחדשות פיזיולוגית ומשיבה של תאים, רקמות ואיברים.

שלבים G1, S ו- G2 של מחזור התאים נקראים ביחד אינטרפזה. תא מפריד מבלה את רוב זמנו בממשק, מכיוון שהוא גדל כהכנה לחלוקה. שלב המיטוזה קשור להפרדה גרעינית ולאחריה ציטוקינזיס (הפרדת הציטופלזמה לשני תאים נפרדים). בסוף המחזור המיטוטי, נוצרים שני כאלה שונים. כל תא מכיל חומר גנטי זהה.

הזמן הדרוש להשלמת חלוקת התא תלוי בסוגו. לדוגמא, תאים במח העצם, תאי העור, תאי הקיבה והמעיים, מתחלקים במהירות ובאופן מתמשך. תאים אחרים מתחלקים במידת הצורך ומחליפים תאים פגומים או מתים. תאים מסוג זה כוללים תאי כליה, כבד וריאות. אחרים, כולל תאי עצב, מפסיקים להתחלק לאחר התבגרות.

תקופות ושלבים של מחזור התא

תוכנית השלבים העיקריים של מחזור התא

שתי התקופות העיקריות של מחזור התא האוקריוטי כוללות בין-שלב ומיטוזה:

ממשק

במהלך תקופה זו, התא מכפיל את עצמו ומסנתז DNA. ההערכה היא שתא המפריד מבלה כ- 90-95% מזמנו על גבי שלבים המורכבים משלושת השלבים הבאים:

• שלב G1: פרק הזמן שלפני סינתזת ה- DNA. בשלב זה, התא מגדיל את גודלו וכמותו, מתכונן לחלוקה. בשלב זה הם דיפלואידים, כלומר נוכחות של שתי קבוצות של כרומוזומים.
• שלב S: שלב המחזור שבמהלכו מסונתז DNA. לרוב התאים יש חלון זמן צר שבמהלכו מתרחשת סינתזת DNA. תוכן הכרומוזום בשלב זה מוכפל.
• שלב G2: התקופה שלאחר סינתזת ה- DNA, אך לפני הופעת המיטוזה. התא מסנתז חלבונים נוספים וממשיך לצמוח בגודלם.

שלבי מיטוזיס

במהלך מיטוזיס וציטוקינזיס, התאים של תא האם מופצים באופן שווה בין שני תאי הבת. למיטוזה חמישה שלבים: פרואז, פרמטאפז, מטאפזה, אנאפזה וטלופאז.

• משפט: בשלב זה, שינויים מתרחשים הן בציטופלזמה והן בתאים המתחלקים. מתעבה לכרומוזומים נפרדים. הכרומוזומים מתחילים לנדוד למרכז התא. הממברנה הגרעינית מתפרקת וסיבי ציר נוצרים בקטבים הפוכים של התא.
• Prometaphase: שלב המיטוזה בתאים סומטיים eukaryotic לאחר פרובאז ומטאפז הקודם. במהלך הפרמטאפזה, הקרום הגרעיני מתפרק למספר "שלפוחית \u200b\u200bהממברנה", והכרומוזומים שבתוכם יוצרים מבני חלבון הנקראים קינטוכוריות.
• מטאפזה: בשלב זה הגרעין נעלם לחלוטין, נוצר חלוקת ציר, והכרומוזומים ממוקמים על לוח מטאפזה (מטוס שהוא מרוחק באותה מידה משני קטבי התא).
• אנאפאסה: בשלב זה מופרדים הכרומוזומים המזוודים () ומתחילים לנוע לקצוות מנוגדים (קטבים) של התא. ציר החלוקה, שאינו קשור אליו, מורחב ומאריך את התא.
• טלופאז: בשלב זה הכרומוזומים מגיעים לגרעינים חדשים, והתוכן הגנטי של התא מחולק באופן שווה לשני חלקים. ציטוקינזיס (חלוקה של תאים אוקיארוטים) מתחילה לפני סיום המיטוזה ומסתיימת זמן קצר לאחר הטלופאז.

ציטוקינזיס

ציטוקינזיס הוא תהליך ההפרדה של הציטופלזמה בתאים אוקריוטיים המייצרים תאי בת שונים. ציטוקינזיס מתרחשת בסוף מחזור התא לאחר מיטוזה או.

בחלוקה של תאים מהחי, ציטוקינזיס מתרחשת כאשר הטבעת התכווצנית יוצרת חריץ מפוצל, מהדק את קרום התא לשניים. בנויה לוחית תא המחלקת את התא לשני חלקים.

ברגע שהתא משלים את כל השלבים של מחזור התא הוא חוזר לשלב G1 וכל המחזור חוזר שוב. תאי הגוף מסוגלים גם הם להיות במנוחה, אשר נקראת שלב ה- Gap 0 (G0) בכל נקודה במחזור החיים שלהם. הם יכולים להישאר בשלב זה למשך זמן רב מאוד עד שהם יקבלו אותות למעבר דרך מחזור התא.

תאים המכילים מוטציות גנטיות ממוקמים כל הזמן בשלב ה- G0 כדי לעכב את שכפולם. כאשר מחזור התא משתבש, גידול בתאים רגיל מופר. יכולים לפתח השגת שליטה על אותות הצמיחה שלהם ולהמשיך להתרבות ללא הפרעה.

מחזור תאים ומיוזה

לא כל התאים מתחלקים בתהליך המיטוזה. אורגניזמים המתרבבים מינית עוברים גם סוג של חלוקת תאים הנקראת מיוזה. מיוזה מופיעה בדומה לתהליך המיטוזה. עם זאת, לאחר מחזור תאים מלא במיוזה, נוצרים ארבעה תאי בת. כל תא מכיל מחצית ממספר הכרומוזומים של התא המקורי (האב). משמעות הדבר היא שתאי נבט הם. כאשר תאי נבט זכריים ונקביים מפוסלים משתלבים בתהליך שנקרא, הם יוצרים תאים המכונים זיגוטה.