Elke sel begin sy lewe wanneer dit van die moedersel skei, en eindig sy bestaan, sodat sy dogterselle kan verskyn. Die natuur bied meer as een manier om hul kern te verdeel, afhangende van hul struktuur.
Metodes van seldeling
Kerndeling hang af van seltipe:
- Binêre splitsing (gevind in prokariote).
- Amitose (direkte verdeling).
- Mitose (gevind in eukariote).
- Meiose (ontwerp vir die verdeling van kiemselle).
Tipes kerndeling word deur die natuur bepaal en stem ooreen met die struktuur van die sel en die funksie wat dit in die makro-organisme of op sigself verrig.
Binêre splitsing
Hierdie tipe is die algemeenste in prokariotiese selle. Dit bestaan uit die verdubbeling van die sirkelvormige DNA-molekule. Binêre splitsing van die kern word so genoem omdat twee identiese grootte dogterselle uit die moedersel verskyn.
Nadat die genetiese materiaal (DNA of RNA-molekule) op 'n gepaste manier voorberei is, dit wil sê verdubbel, begin die selwand'n transversale septum word gevorm, wat die sitoplasma van die sel geleidelik vernou en in twee ongeveer identiese dele verdeel.
Die tweede splitsingsproses word ontluikende, of ongelyke binêre splitsing genoem. In hierdie geval verskyn 'n uitsteeksel op die plek van die selwand, wat geleidelik groei. Nadat die grootte van die "nier" en die moedersel gelyk is, sal hulle skei. En 'n gedeelte van die selwand word weer gesintetiseer.
Amitosis
Hierdie kernafdeling is soortgelyk aan die een wat hierbo beskryf is, met die verskil dat daar geen duplisering van genetiese materiaal is nie. Hierdie metode is die eerste keer deur die bioloog Remak beskryf. Hierdie verskynsel kom voor in patologies veranderde selle (tumordegenerasie), en is ook 'n fisiologiese norm vir lewerweefsel, kraakbeen en kornea.
Die proses van kerndeling word amitose genoem, omdat die sel sy funksies behou en dit nie verloor nie, soos tydens mitose. Dit verklaar die patologiese eienskappe inherent aan selle met hierdie metode van deling. Daarbenewens vind direkte kerndeling plaas sonder 'n splytingspil, dus is die chromatien in die dogterselle oneweredig versprei. Gevolglik kan sulke selle nie die mitotiese siklus gebruik nie. Soms lei amitose tot die vorming van meerkernige selle.
Mitosis
Dit is 'n indirekte kernsplyting. Dit word die meeste in eukariotiese selle aangetref. Die belangrikste verskil tussen hierdie proses is dat die dogterselle en die moedersel dieselfde aantal chromosome bevat. Daardeurdie vereiste aantal selle word in die liggaam gehandhaaf, en die prosesse van wedergeboorte en groei is ook moontlik. Flemming was die eerste wat mitose in 'n diersel beskryf het.
Die proses van kerndeling in hierdie geval is verdeel in interfase en direk mitose. Interfase is die rustoestand van die sel tussen verdelings. Dit kan in verskeie fases verdeel word:
1. Presintetiese tydperk - die sel groei, proteïene en koolhidrate versamel daarin, ATP (adenosientrifosfaat) word aktief gesintetiseer.
2. Sintetiese tydperk – Genetiese materiaal word verdubbel.
3. Na-sintetiese periode - sellulêre elemente verdubbel, proteïene verskyn waaruit die delingsspil bestaan.
Mitose-fases
Die verdeling van die kern van 'n eukariotiese sel is 'n proses wat die vorming van 'n bykomende organel vereis - die sentrosoom. Dit is langs die kern geleë, en sy hooffunksie is die vorming van 'n nuwe organel - die verdelingspil. Hierdie struktuur help om chromosome eweredig tussen dogterselle te versprei.
Daar is vier fases van mitose:
1. Profase: Chromatien in die kern kondenseer in chromatiede, wat naby die sentromeer versamel om chromosome in pare te vorm. Die nukleoli disintegreer en die sentriole beweeg na die pole van die sel. 'n Splytingspil word gevorm.
2. Metafase: Chromosome ry in 'n lyn deur die middel van die sel, wat die metafaseplaat vorm.
3. Anafase: Chromatiede beweeg van die middel van die sel na die pole, en dan verdeel die sentromeer in twee. Sulkebeweging is moontlik as gevolg van die delingsspil waarvan die drade saamtrek en die chromosome in verskillende rigtings rek.
4. Telofase: Dogterkerne word gevorm. Chromatiede verander weer in chromatien, die kern word gevorm, en daarin - die nukleoli. Dit eindig alles met die verdeling van die sitoplasma en die vorming van 'n selwand.
Endomitosis
Die toename in genetiese materiaal wat nie kerndeling behels nie, word endomitose genoem. Dit word in plant- en dierselle aangetref. In hierdie geval is daar geen vernietiging van die sitoplasma en die dop van die kern nie, maar die chromatien verander in chromosome, en despiraliseer dan weer.
Hierdie proses produseer poliploïede kerne met verhoogde DNA-inhoud. Soortgelyke kom voor in kolonievormende selle van die rooi beenmurg. Daarbenewens is daar gevalle waar DNS-molekules in grootte verdubbel, terwyl die aantal chromosome dieselfde bly. Hulle word polyteen genoem en kan in insekselle gevind word.
Betekenis van mitose
Mitotiese kerndeling is 'n manier om 'n konstante stel chromosome te handhaaf. Dogterselle het dieselfde stel gene as die moeder, en al die eienskappe wat inherent daaraan is. Mitose word benodig vir:
- groei en ontwikkeling van 'n meersellige organisme (vanaf die samesmelting van kiemselle);
- beweeg selle van die onderste lae na die boonste, sowel as vervanging van bloedselle (eritrosiete, leukosiete, bloedplaatjies);
- herstel van beskadigde weefsels (by sommige diere is die vermoë om te regenereer'n noodsaaklike voorwaarde vir oorlewing, soos seesterre of akkedisse);
- ongeslagtelike voortplanting van plante en sommige diere (invertebrate).
Meiosis
Die meganisme van kerndeling van kiemselle is ietwat anders as somaties. Gevolglik word selle verkry wat die helfte soveel genetiese inligting as hul voorgangers het. Dit is nodig om 'n konstante aantal chromosome in elke sel van die liggaam te handhaaf.
Meiosis vind in twee fases plaas:
- reduksie stadium;
- gelykstaande stadium.
Die korrekte verloop van hierdie proses is slegs moontlik in selle met 'n ewe stel chromosome (diploïed, tetraploïed, heksaproid, ens.). Natuurlik bly dit moontlik om meiose te ondergaan in selle met 'n vreemde stel chromosome, maar dan is die nageslag dalk nie lewensvatbaar nie.
Dit is hierdie meganisme wat steriliteit in interspesie-huwelike verseker. Aangesien die geslagselle verskillende stelle chromosome bevat, maak dit dit vir hulle moeilik om saam te smelt en lewensvatbare of vrugbare nageslag te produseer.
Eerste verdeling van meiose
Die naam van die fases herhaal dié in mitose: profase, metafase, anafase, telofase. Maar daar is 'n aantal beduidende verskille.
1. Profase: 'n dubbele stel chromosome voer 'n reeks transformasies uit, wat deur vyf stadiums gaan (leptoteen, sigoteen, pachytene, diploteen, diakinese). Dit alles gebeur danksy vervoeging en oorsteek.
Vervoeging is die samevoeging van homoloë chromosome. In leptoten tussen hulle word gevormdun drade, dan in die sigoten word die chromosome in pare verbind en gevolglik word strukture van vier chromatiede verkry.
Kruising is die proses van kruisuitruiling van dele van chromatiede tussen suster- of homoloë chromosome. Dit vind plaas in die stadium van pachiteen. Kruisings (chiasmata) van chromosome word gevorm. 'n Persoon kan van vyf-en-dertig tot ses-en-sestig sulke uitruilings hê. Die resultaat van hierdie proses is die genetiese heterogeniteit van die resulterende materiaal, of die veranderlikheid van kiemselle.
Wanneer die diploteenstadium kom, breek die komplekse van vier chromatiede af en die susterchromosome stoot mekaar af. Diakinesis voltooi die oorgang van profase na metafase.
2. Metafase: Chromosome in lyn naby die sel se ewenaar.
3. Anafase: Die chromosome, wat steeds uit twee chromatiede bestaan, beweeg uitmekaar na die pole van die sel.
4. Telofase: Die spil breek af, wat lei tot twee haploïede selle met twee keer soveel DNA.
Tweede verdeling van meiose
Hierdie proses word ook "mitose van meiose" genoem. Op die oomblik tussen twee fases vind DNS-duplisering nie plaas nie, en die sel gaan die tweede profase binne met dieselfde stel chromosome wat dit na telofase 1 gelaat het.
1. Profase: chromosome kondenseer, die selsentrum skei (sy oorblyfsels divergeer na die pole van die sel), die kernomhulsel word vernietig en 'n delingsspil word gevorm, loodreg op die spil vanaf die eerste deling.
2. Metafase: chromosome is geleë by die ewenaar, gevormmetafaseplaat.
3. Anafase: Chromosome verdeel in chromatiede, wat uitmekaar beweeg.
4. Telofase: 'n kern word in dogterselle gevorm, chromatiede despiraliseer in chromatien.
Aan die einde van die tweede fase, van een ouersel, het ons vier dogterselle met 'n halwe stel chromosome. As meiose in samehang met gametogenese voorkom (dit wil sê die vorming van kiemselle), dan is die verdeling skielik, ongelyk, en een sel word gevorm met 'n haploïede stel chromosome en drie reduksieliggame wat nie die nodige genetiese inligting dra nie. Hulle is nodig sodat slegs die helfte van die genetiese materiaal van die ouersel in die eiersel en sperm behoue bly. Boonop verseker hierdie vorm van kerndeling die ontstaan van nuwe kombinasies van gene, asook die oorerwing van suiwer allele.
In protosoë is daar 'n variant van meiose, wanneer slegs een verdeling in die eerste fase plaasvind, en in die tweede is daar 'n oorkruising. Wetenskaplikes stel voor dat hierdie vorm 'n evolusionêre voorloper van normale meiose in veelsellige organismes is. Daar is dalk ander maniere van kernsplyting waarvan wetenskaplikes nog nie weet nie.
