Митоз кезеңдері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе
Барлық тірі ағзалардың құрамында генетикалық материалдар болады. Кейбір вирустарды есептемегенде бұл материалдар ДНҚ (дезоксирибонуклеин қышқылы) деп аталатын нуклеин қышқылынан тұрады. ДНҚ молекуласы сызықты құрылымға ие және ол өнімі жасушада алмасу процесінің белсенділігін тудыратын гендерден тұрады. Құрамында көптеген гендері бар ДНҚ молекуласы хромосома деп аталатын құрылымға топтасқан және ол генетикалық ақпараттарды ұрпақтан ұрпаққа беруге қабілетті. Хромосомаларда болатын генетикалық ақпараттар бір ұрпақтағы жасушалардан келесі жасушаларға және ағзаға өте жоғары дәлдікпен берілуі тиіс.
Жасушалардың бөлінуі кезең-кезеңмен жүзеге асырылады. Бөлудің әр кезеңінде белгілі бір процестер жүреді. Олар генетикалық материалдың екі еселенуіне (ДНҚ синтезі) және оның аналық жасушалар арасында таралуына әкеледі. Жасушаның бір бөлінуден екіншісіне дейінгі өмір сүру кезеңі жасуша циклі деп аталады.
Ядросы бар жасушаларда екі негізгі генетикалық процестер үздіксіз қайталанып отырады: олар митоз және мейоз. Бұл екі процестің жалпы механизмі ұқсас болғанымен олардың әрқайсысының нәтижелері әртүрлі. Митоз нәтижесінде хромосома саны диплоидты және ата-ана жасушаларына ұқсаған екі жасушаның пайда болуы жүзеге асады. Бұл процеске қарама-қарсы, мейоз кезінде жасушада хромосома саны екі есеге кем жағдайда өте үлкен маңызға ие. Сонымен, митоз дегеніміз жаңа пайда болған.

1.Митоз ашылуы
Митоз немесе кариокинез деген атауды В.Флемминг (1879-1882) саламандра терісіндегі жасушалардың ядросын толық зерттеу барысында атаған.
В.Флемминг митоз барысында хромосомалар ұзындық бойымен бөлінетіндігіне назар аударса, ал Е. Ван Бенеден (1883) жаңа жасушаларға тараған жас хромосомалар аналық хромосоманың барлық қасиеттерін толығымен қайталайтындығына көңіл бөлген. 1884 ж. Э. Страсбургер митоздың профаза, метофаза фазаларын анықтап, оны фаза алдыңғы (про) және фаза кейінгі (мета) хромосоманың ыдырауынан кейінгі деп түсінген еді, алайда кейінгі цитологтардың анықтаулары бойынша, хромосомалар профазаға екі еселенген күйінде келетіндігі анықталды.
Дәл осы уақыттарда тұқым қуалаудың ядролық гипотезасы қалыптасты.
1986 ж. Э.Вильсонның Дамудағы және тұқымқуалаудағы жасуша атты еңбегі арқылы цитогенетиканың ғылым ретінде өз өалыптасуын бастаған еңбегі жарық көрді.
Жарық микроскобы арқылы жасушаны зерттеу үшін тұрақты немесе уақытша преператтар қолданылды. Жасушаларды арнайы бояғыш заттармен бояп немесе боямай да зерттеуге болады.
Жасушаның ультрақұрылымын қарастыру үшін электронды микроскоп қолданылады, ол үшін жасушаларды бекітеді немесе фиксациялайды және бояйды.
Бөлінуге кіріскен кез келген жасуша бірқатар өзгерістерге ұшырайды, сол өзгерістерден жасушалық цикл құралады. Жасушалық цикл төрт кезеңнен тұрады: синтезге дейінгі (G), ДНҚ синтезі (S), синтезден кейінгі (G) және митоз (М).
Көпшілік ағзалар үшін жасушалық циклдің ұзақтығы 10-нан 50 сағатқа дейін болады. Митоздың дәл өзі жасушалық циклдің 17-110 бөлігінен аспайтын уақытта өтеді. Мысалы: сүтқоректілерде М-1,0-1,5 сағатқа, G-8-12 сағатқа, G-2-5 сағатқа, S-6-10 сағатқа созылады. Кестеде әртүрлі нысандардың жасушалық циклінің ұзақтығы көрсетілген.
№
Ағза атауы
Жасушалық циклінің ұзақтығы, сағат
1
Жүгері - Zea mays
12-29
2
Бұршақтұқымдастар - Vicia faba
26-44
3
Шпинат - Sinapis alba
25-35
4
Cарымсақ - Allium cepa
13-23
5
Сұлы - Avena strigose
10
6
Хризантема - Chrisanthemum
15
7
Темекі - Nicitiana tabacum
10
8
Қара бидай - Secale cereal
10-20
9
Тауық - Gallus domesticus
10-16
10
Тышқан
11,5-23
Көп жасушалы ағзалардың бәрінде де митоздық бөліну жүреді.
Тыныштықта, интерфазада тұрған жасуша сфера пішінді ядро болады, ядроның сырты екі қабатты, ұсақ, көлемі 40 мкм болатын тесіктері бар мембранамен қапталған. Бұл стадияда хромосомалар ядрода түзу, созылған және жарық микроскобымен қарағанда көрінбейтін күйде болады. Бұл туралы цитологияның алғаш ғылым болып дами бастағаннан бастап мәліметтер. 1888 ж. Т.Бовери аскариданың ұрықтанған жұмыртқасының хромосомалары өткен алдыңғы телофаза кезінде профазада қай жерде болса сол жерде пайда болатындығын айтқан болатын. Бұл тұжырымды ерлі-зайыпты Байерлермен 1957-1958 жылдары тағы да дәлелдеген, олар лилия тұқымдастардың эндоспермындағы митозды бақылау үшін микрокиносьемканы қолданып көрсеткен.

2.Жалпы түсінік
Митоз -- дене (соматикалық) жасушалардың бөлінуі. Митоз жасуша көбеюінің бір түрі, ол ДНК ақпаратын толық қатесіз көшіреді, жаңа жасуша тудырады. Митозтоздық бөлінуі кезінде бір диплоидты жасушадан (2n) генетикалық материалы теңдей бөлінген екі диплоидті жасуша түзілген.

Митоз процесінде бір түр екінші түрден хромосомалар санына байланысты ажыратылады. Әр түрдің хромосомаларында сол түрдің тұқым қуалау қасиеттерін сақтайтын генетикалық ақпарат болады. Бір түрдің ядросындағы хромосомалардың толық жиынтығын диплоидты деп, ал оның жартысын гаплоидты жиынтық деп атайды. Адамның 46 хромосомасы бірігіп, 23 жұп түзеді.
Сомалық (дене) жасушалардың ядросында диплоидты (қосарлы) хромосомалар, ал жыныс жасушаларында хромосомалардың гаплоидты (сыңар) жиынтығы сақталады. Әр түрдің хромосомалары пішіні, саны біріінші реттік және екінші реттік үзбелердің орналасуы жөнінен бір-бірінен өзгеше болады.

3.Жасуша құрлысы.

1940 жылға дейін жасушаның құрлысын біз тек жарық микроскопы арқылы ғана көре алғандықтан ол туралы түсінігіміз шектеулі болатын. 1940 жылдың басынан бастап электронды микроскоптың дамуының алғашқы кезеңі басталды және 1950 жылға қарай жасушаның өте нәзік құрылымдары зерттеле бастады. Электронды микроскоптан жасушалардың әртүрлілігі, олардың құрылымдарының жақсы ұйымдасуы, жасушаның пішіні және қызметі оның экспрессиясына байланысты екендігі анықталды. Жасушаның құрлысы, яғни ондағы мембраналар, органеллалар, микротүтікшелер, түйіршіктер және жіпшелер сипатталады. Көптеген жасуша компоненттері, ядрошық, рибосома және центриольдер тікелей немесе жанама генетикалық процестерге қатысатыны анықталды. Жасушаның басқа компонеттері - митохондрия және хлоропластарда өзінің жеке бірегей генетикалық ақпараты болатындығы анықталды.
Барлық жасушалар плазмалық мембранамен қапталған және жасуша шекарасын анықтап, оны сыртқы ортадан бөліп қорғап тұратын сыртқы қабаттан тұрады. Бұл плазмалық мембрана пассивті емес, оның орнына ол жасушаға кіретін және шығатын материалдарды бақылауда ұстайды. Өсімдік жасушаларында сыртқы мембранаға қосымша жасуша қабығы болады және ол целлюлоза деп аталатын полисахаридтен тұрады.
Көптеген жануарлар жасушаларында плазмалық мембрананы сырт жағынан гликокаликс деп аталатын қабат қаптап тұрады. Гликокаликстің химиялық құрамы өсімдіктер мен бактериялар жасушаларынан өзгеше болады және ол полисахаридтер мен гликопротеиндерден тұрады. Гликокаликс жасуша үстінде биохимиялық сәйкестікті қамтамасыз етеді және ол генетикалық жағынан бақыланады.
4.Диплоидты ағзалар
Гомологты хромосомалар концепциясын түсінуде митоз және мейоз процестері маңызды рөл атқарады. Митоз кезінде хромосомаларды біз оңай көре аламыз. Олар жан-жақты зерттелген және оларды ұзындығы мен пішініне орай жіктеуге жіктеуге болады. Әр хромосомада центромера деп аталатын сығылған аймақ болады және ол әр хромосома типіне байланысты әр жерде орналасқан. Хромосомадағы центромераның орналасқан орнына байланысты оларды бірнеше типтерге бөледі: метацентрлі, субметацентрлі, акроцентрлі және телоцентрлі хромосомалар. Хромосоманың центромерадан жоғарғы бөлігі p иығы деп (petite-кіші), ал центромерадан төменгі орналасқан бөлігін q иығы деп аталады (алфавит бойынша q әріпі p әріпінен кейін орналасқан).

Митоз процесін зерттеу кезінде көптеген бақылаулардың маңызы зор. Біріншіден, бір жасушадан пайда болатын барлық дене жасушаларында хромосома саны бірдей болады. Көпшілік жағдайда бұл диплоидты санға (2n) тең болады. Мұндай хромосомаларды зерттегенде олардың типтері мен центромераларының орналасуы да бірдей болады, бұл екінші ұқсастық. Жыныс хромосомаларын есептемегенде олар жұп құрады және әр жұп гомологты хромосомалар деп аталады. Сонымен, ұзындығы және центромерасының орналасуы бойынша ажыратылатын әр хросоманың дәл сондай сипаттағы екінші көшірмесі болады.

Суретте әртүрлі жұп гомологты хромосомалардың сыртқы пішіндері көрсетілген. Мұнда адамның митоз кезіндегі хромосомалары көрсетілген. Хромосомалар жеке жеке кесіліп, ары қарай пішіні мен көлемі бойынша парақта көрсетілген. Мұндай сурет кариотип деп аталады. Адамда 2n, яғни хромосома саны 46-ға тең және олардың көлемі мен центромераларының орналасуы алуан түрлі. Сондай ақ бұл кариотипте 46 хромосоманың әр қайсысы екі паралелді орналасқан және ортақ центромерасы бар жұп хроматидадан тұратынын көреміз. Егер де осы бір-біріне ұқсас хроматидалар бөлінетін болса, нәтижесінде екі жаңа жасуша пайда болады.
Хромосомалардың гаплоидты саны (n) диплоидты санның жартысына тең болады. Гаплоидты хромосомаларда болатын генетикалық ақпараттар жинақталып түрдің геномын құрайды. Геном барлық гендердің көшірмесі және ДНҚ молекуласының кодталмайтын бөліктері болады.
5.Митоз және жасушалар бөлінуіндегі хромосомалар
Барлық эукариотты ағазларда митоз процесі шешуші рөлді атқарады. Кейбір біржасушалы ағзаларда, мысалы, қарапайымдар, кейбір саңырауқұлақтар және бардырларда митоз (жасушаның бөлінуі барысында) жыныссыз жолмен көбеюдің негізі болып табылады.Көпжасушалы диплоидты ағзалар өзінің өмірін зигота деп аталатын біржасушалы ұрықтанған жұмыртқадан бастайды. Зигота ары қарай митоз арқылы көп рет бөлінеді де, нәтижесінде ағза дамиды және өседі. Ересек ағзада жасушалардың митоздық бөлінуі нәтижесінде жарақаттар жазылады және ұлпаларда алмаулар жүреді. Мысалы, адамда ішектің сілекейлі қабаты және терінің эпидермальды жасушалары әр уақытта жаңарып алмасып отырады. Жасушалардың бөлінуі ағзада ретикулоциттердің үздіксіз пайда болуына және омыртқалыларда қызыл қан жасушаларының жаңарып отыруына да көмегін тигізеді. Кей жағдайларда дене жасушаларында бөліну процесі бақылаудан шығып кетіп, нәтижесінде ісік түзілуі мүмкін.
Ядроның бөлінуі немесе кариокинез кезінде генетикалық материал жаңа жасушаларға бөлінеді. Бұл процесс өте күрделі және өте жоғары дәлдікті қажет етеді. Хромосомалар ең алдымен өте дәл еселенуі, сонан соң ұқыптылықпен бөліну керек. Нәтижесінде ата-анасының жасушасына ұқсас хромосомалық жиынтығы бар жаңа екі ядро пайда болады. Кариокинез процесінің соңы цитоплазмалық бөлінумен аяқталады. Оны цитокинез деп атайды. Бұл процесс те өте күрделі, яғни жасуша теңдей екі бөлікке бөлінеді және ары қарай плазмалық мембрана арқылы қапталады. Цитоплазма бөліну кезінде ондағы органеллалар еселенеді немесе әр жаңа пайда болған жасушада қайта синтезделеді. Жасушаның бөлінуінен кейін пайда болған әр жаңа жасушаның көлемі бастапқы жасушадан екі есеге кем болады. Алайда жаңа пайда болған жасушалардың ядросы бастапқы жасуша ядросымен салыстырғанда айтарлықтай айырмашылық болмайды.Бастапқы және жаңа пайда болған жасушалардағы ДНҚ молекулаларын өлшегенде олардың көрсеткіштері шамамен бірдей болған.
6.Жасуша циклінің кезеңдері.
Митоз процесінен кейін жасуша келесі ретте бөліну үшін интерфазаның G1 кезеңінде өтеді. Кейбір жасушалар митоздан кейін G0 кезеңіне, яғни жасушаның тыныштық кезеңіне өтуі де мүмкін. G1 кезеңінде өткен жасушалар ары қарай ДНҚ молекуласының синтезі кезеңіне (S) және G2, содан соң митоз кезеңдеріне өтеді. Митоз процестерінен кейін екі жасуша пайда болады және әр жасушада бұл цикл тағы қайталанады.
Алдымен интерфаза деп аталатын жасушаның бөлінер алдындағы кезеңінен қарайық. Бұрынғы зерттеулерде интерфаза ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.