Nagsisimula ang buhay ng bawat cell kapag humiwalay ito sa mother cell, at nagtatapos sa pag-iral nito, na nagpapahintulot sa mga daughter cell nito na lumitaw. Ang kalikasan ay nagbibigay ng higit sa isang paraan upang hatiin ang kanilang nucleus, depende sa kanilang istraktura.
Mga paraan ng paghahati ng cell
Nuclear division ay depende sa uri ng cell:
- Binary fission (matatagpuan sa prokaryotes).
- Amitosis (direktang paghahati).
- Mitosis (matatagpuan sa eukaryotes).
- Meiosis (dinisenyo para sa paghahati ng mga germ cell).
Ang mga uri ng nuclear division ay tinutukoy ng kalikasan at tumutugma sa istruktura ng cell at sa function na ginagawa nito sa macroorganism o sa sarili nito.
Binary fission
Ang ganitong uri ay pinakakaraniwan sa mga prokaryotic na selula. Binubuo ito sa pagdodoble ng pabilog na molekula ng DNA. Tinatawag itong binary fission ng nucleus dahil lumalabas mula sa mother cell ang dalawang magkaparehong laki ng daughter cell.
Pagkatapos maihanda ang genetic material (DNA o RNA molecule) sa angkop na paraan, ibig sabihin, nadoble, mula sa cell wall ay nagsisimulanabubuo ang transverse septum, na unti-unting lumiliit at naghahati sa cytoplasm ng cell sa dalawang humigit-kumulang magkaparehong bahagi.
Ang pangalawang proseso ng fission ay tinatawag na budding, o hindi pantay na binary fission. Sa kasong ito, lumilitaw ang isang protrusion sa site ng cell wall, na unti-unting lumalaki. Matapos magkapantay ang laki ng "kidney" at ang mother cell, maghihiwalay sila. At muling na-synthesize ang isang seksyon ng cell wall.
Amitosis
Ang nuclear division na ito ay katulad ng inilarawan sa itaas, na may pagkakaiba na walang duplikasyon ng genetic material. Ang pamamaraang ito ay unang inilarawan ng biologist na si Remak. Ang phenomenon na ito ay nangyayari sa mga pathologically altered cells (tumor degeneration), at isa ring physiological norm para sa liver tissue, cartilage at cornea.
Ang proseso ng nuclear division ay tinatawag na amitosis, dahil ang cell ay nagpapanatili ng mga function nito, at hindi nawawala ang mga ito, tulad ng sa panahon ng mitosis. Ipinapaliwanag nito ang mga pathological na katangian na likas sa mga cell na may ganitong paraan ng paghahati. Bilang karagdagan, ang direktang paghahati ng nuklear ay nagaganap nang walang fission spindle, kaya ang chromatin sa mga cell ng anak na babae ay hindi pantay na ipinamamahagi. Kasunod nito, ang mga naturang cell ay hindi maaaring gumamit ng mitotic cycle. Minsan, ang amitosis ay nagreresulta sa pagbuo ng mga multinucleated na selula.
Mitosis
Ito ay isang hindi direktang nuclear fission. Ito ay kadalasang matatagpuan sa mga eukaryotic cells. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng prosesong ito ay ang mga cell ng anak na babae at ang cell ng ina ay naglalaman ng parehong bilang ng mga chromosome. Sa gayonang kinakailangang bilang ng mga selula ay pinananatili sa katawan, at posible rin ang mga proseso ng pagbabagong-buhay at paglaki. Si Flemming ang unang naglarawan ng mitosis sa isang selula ng hayop.
Ang proseso ng nuclear division sa kasong ito ay nahahati sa interphase at direktang mitosis. Ang interphase ay ang resting state ng cell sa pagitan ng mga dibisyon. Maaari itong hatiin sa ilang yugto:
1. Presynthetic period - lumalaki ang cell, naipon dito ang mga protina at carbohydrates, aktibong na-synthesize ang ATP (adenosine triphosphate).
2. Sintetikong Panahon - Nadoble ang genetic na materyal.
3. Post-synthetic period - doble ang mga elemento ng cellular, lumalabas ang mga protina na bumubuo sa division spindle.
Mitosis phases
Ang paghahati ng nucleus ng isang eukaryotic cell ay isang proseso na nangangailangan ng pagbuo ng karagdagang organelle - ang centrosome. Ito ay matatagpuan sa tabi ng nucleus, at ang pangunahing pag-andar nito ay ang pagbuo ng isang bagong organelle - ang division spindle. Nakakatulong ang istrukturang ito na ipamahagi nang pantay-pantay ang mga chromosome sa pagitan ng mga daughter cell.
May apat na yugto ng mitosis:
1. Prophase: Ang Chromatin sa nucleus ay namumuo sa mga chromatids, na nagtitipon malapit sa centromere upang bumuo ng mga chromosome na magkapares. Ang nucleoli ay nawasak at ang mga centriole ay lumipat sa mga pole ng cell. May nabuong fission spindle.
2. Metaphase: Ang mga Chromosome ay nakahanay sa isang linya sa gitna ng cell, na bumubuo ng metaphase plate.
3. Anaphase: Ang mga Chromatids ay lumipat mula sa gitna ng cell patungo sa mga pole, at pagkatapos ay ang centromere ay nahati sa dalawa. ganyanposible ang paggalaw dahil sa division spindle, ang mga thread kung saan kumukunot at nag-uunat ang mga chromosome sa iba't ibang direksyon.
4. Telophase: Ang nuclei ng anak na babae ay nabuo. Ang mga Chromatids ay nagiging chromatin muli, nabuo ang nucleus, at sa loob nito - ang nucleoli. Nagtatapos ang lahat sa paghahati ng cytoplasm at pagbuo ng cell wall.
Endomitosis
Ang pagtaas ng genetic na materyal na hindi kasama ang nuclear division ay tinatawag na endomitosis. Ito ay matatagpuan sa mga selula ng halaman at hayop. Sa kasong ito, walang pagkasira ng cytoplasm at ang shell ng nucleus, ngunit ang chromatin ay nagiging mga chromosome, at pagkatapos ay despiralize muli.
Ang prosesong ito ay gumagawa ng polyploid nuclei na may mas mataas na nilalaman ng DNA. Ang katulad ay nangyayari sa mga cell na bumubuo ng kolonya ng pulang buto ng utak. Bilang karagdagan, may mga kaso kapag ang mga molekula ng DNA ay doble ang laki, habang ang bilang ng mga chromosome ay nananatiling pareho. Tinatawag silang polytene at makikita sa mga selula ng insekto.
Kahulugan ng mitosis
Ang Mitotic nuclear division ay isang paraan upang mapanatili ang isang pare-parehong hanay ng mga chromosome. Ang mga selyula ng anak na babae ay may parehong hanay ng mga gene gaya ng ina, at lahat ng katangiang likas dito. Kinakailangan ang mitosis para sa:
- paglaki at pag-unlad ng isang multicellular organism (mula sa pagsasanib ng mga germ cell);
- paglipat ng mga cell mula sa mas mababang mga layer patungo sa itaas, pati na rin ang pagpapalit ng mga selula ng dugo (erythrocytes, leukocytes, platelet);
- pagpapanumbalik ng mga nasirang tissue (sa ilang mga hayop, ang kakayahang muling buuin ayisang kinakailangang kondisyon para mabuhay, gaya ng starfish o butiki);
- asexual reproduction ng mga halaman at ilang hayop (invertebrates).
Meiosis
Ang mekanismo ng nuclear division ng germ cells ay medyo iba sa somatic. Bilang resulta, ang mga cell ay nakuha na may kalahati ng mas maraming genetic na impormasyon kaysa sa kanilang mga nauna. Ito ay kinakailangan upang mapanatili ang isang pare-parehong bilang ng mga chromosome sa bawat cell ng katawan.
Ang Meiosis ay nagaganap sa dalawang yugto:
- yugto ng pagbabawas;
- equational stage.
Ang tamang kurso ng prosesong ito ay posible lamang sa mga cell na may pantay na hanay ng mga chromosome (diploid, tetraploid, hexaproid, atbp.). Siyempre, nananatiling posible na sumailalim sa meiosis sa mga cell na may kakaibang hanay ng mga chromosome, ngunit maaaring hindi mabuhay ang mga supling.
Ito ang mekanismong nagsisiguro ng sterility sa interspecies na pag-aasawa. Dahil ang mga sex cell ay naglalaman ng iba't ibang hanay ng mga chromosome, ginagawa nitong mahirap para sa kanila na magsanib at makagawa ng mabubuhay o mayabong na mga supling.
Unang dibisyon ng meiosis
Ang pangalan ng mga phase ay inuulit ang mga nasa mitosis: prophase, metaphase, anaphase, telophase. Ngunit may ilang makabuluhang pagkakaiba.
1. Prophase: ang isang dobleng hanay ng mga chromosome ay nagsasagawa ng isang serye ng mga pagbabagong-anyo, na dumadaan sa limang yugto (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinesis). Nangyayari ang lahat ng ito salamat sa conjugation at crossing over.
Ang Conjugation ay ang pagsasama-sama ng mga homologous chromosome. Sa leptoten sa pagitan ng mga ito ay nabuomanipis na mga sinulid, pagkatapos ay sa zygoten, ang mga kromosom ay magkakabit na magkapares at bilang resulta, ang mga istruktura ng apat na chromatid ay nakuha.
Ang Crossingover ay ang proseso ng cross-exchange ng mga seksyon ng chromatid sa pagitan ng magkapatid o homologous na chromosome. Nangyayari ito sa yugto ng pachytene. Ang mga crossings (chiasmata) ng mga chromosome ay nabuo. Ang isang tao ay maaaring magkaroon ng mula tatlumpu't lima hanggang animnapu't anim na mga palitan. Ang resulta ng prosesong ito ay ang genetic heterogeneity ng nagresultang materyal, o ang pagkakaiba-iba ng mga germ cell.
Kapag dumating ang yugto ng diplotene, ang mga complex ng apat na chromatid ay nasira at ang magkapatid na chromosome ay nagtataboy sa isa't isa. Kinukumpleto ng diakinesis ang paglipat mula prophase patungo sa metaphase.
2. Metaphase: Nakapila ang mga Chromosome malapit sa equator ng cell.
3. Anaphase: Ang mga chromosome, na binubuo pa rin ng dalawang chromatids, ay naghihiwalay patungo sa mga pole ng cell.
4. Telophase: Nasira ang spindle, na nagreresulta sa dalawang haploid cell na may dobleng dami ng DNA.
Ikalawang dibisyon ng meiosis
Ang prosesong ito ay tinatawag ding "mitosis of meiosis". Sa sandaling nasa pagitan ng dalawang yugto, hindi nagaganap ang pagdoble ng DNA, at ang cell ay pumapasok sa pangalawang prophase na may parehong hanay ng mga chromosome na iniwan nito pagkatapos ng telophase 1.
1. Prophase: chromosome condense, ang cell center ay naghihiwalay (ang mga labi nito ay naghihiwalay patungo sa mga pole ng cell), ang nuclear envelope ay nawasak at isang division spindle ay nabuo, na matatagpuan patayo sa spindle mula sa unang dibisyon.
2. Metaphase: Ang mga chromosome ay matatagpuan sa ekwador, nabuometaphase plate.
3. Anaphase: Ang mga Chromosome ay nahahati sa mga chromatid, na naghihiwalay.
4. Telophase: nabubuo ang nucleus sa mga anak na selula, ang mga chromatids ay nagde-despiral sa chromatin.
Sa pagtatapos ng ikalawang yugto, mula sa isang parent cell, mayroon kaming apat na daughter cell na may kalahating set ng chromosome. Kung ang meiosis ay nangyayari kasabay ng gametogenesis (iyon ay, ang pagbuo ng mga cell ng mikrobyo), kung gayon ang paghahati ay bigla, hindi pantay, at ang isang cell ay nabuo na may isang haploid na hanay ng mga chromosome at tatlong reduction body na hindi nagdadala ng kinakailangang genetic na impormasyon. Ang mga ito ay kinakailangan upang ang kalahati lamang ng genetic na materyal ng magulang na selula ay napanatili sa itlog at tamud. Bilang karagdagan, ang anyo ng nuclear division na ito ay tinitiyak ang paglitaw ng mga bagong kumbinasyon ng mga gene, pati na rin ang pagmamana ng mga purong alleles.
Sa protozoa, mayroong isang variant ng meiosis, kapag isang dibisyon lamang ang nangyayari sa unang yugto, at sa pangalawa ay mayroong pagtawid. Iminumungkahi ng mga siyentipiko na ang form na ito ay isang evolutionary precursor sa normal na meiosis sa mga multicellular na organismo. Maaaring may iba pang paraan ng nuclear fission na hindi pa alam ng mga siyentipiko.
