Ląstelės dalijimasis doc algimantas paulauskas
5 (100%) 1 vote

Ląstelės dalijimasis doc algimantas paulauskas

LĄSTELĖS DALIJIMASIS

Mitoze

Mitozės tipai

Mejozė (redukcinis dalijimasis)

Dauginimasis

Apvaisinimas

Kartų kaita

Partenogenezė

Gyvenimo ciklai

Dauginimosi ciklai

Kontracepcija

Kontracepcija ir jos pasekmės

Pasekmės gyvūnijai

Dauginimasis yra vienas svarbiausių gyvybės požymių. Daugintis gali visi be išimties gyvi organizmai, pradedant bakterijomis ir baigiant žinduoliais. Tik dauginimasis palaiko kiekvieną gyvūnų ir augalų rūšį, ir tik tokiu būdu tėvai perduoda paveldimąsias ypatybes savo palikuonims.

Procesas, kurį sąlyginai galima pavadinti dauginimusi, molekulių lygiu pasireiškia unikalia DNR savybe — jos molekulių sugebėjimu dvigubėti. Ląstelių lygiu daugintis dalydamiesi gali tokie organoidai kaip mitochondrijos ir chloroplastai. Vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų ląstelės dauginasi dalydamosi. Organizmų dauginimosi formos labai įvairios ir sudėtingos, tačiau visų lytinio ir nelytinio dauginimosi formų pagrindas yra ląstelės dalijimasis.

Pagal, tai kaip tarp dukterinių ląstelių pasiskirsto genetinė medžiaga, skiriami du ląstelių dalijimosi tipai — mitozė ir mejozė.

Paskaitos temos

Mitozė

Mitozė yra netiesioginis ląstelės dalijimasis. Iš pradžių joje padvigubėja genetine medžiaga (chromosomos) ir ji tolygiai pasiskirsto tarp dukterinių branduolių, tik po to ląstelė dalijasi į dvi dukterines ląsteles.

Mitozės ciklas. Interfazė. Anksčiau buvo manoma, kad tarpas tarp dviejų mitozinių ląstelės dalijimųsi — interfazė — yra ramybės fazė, kurios metu tik kaupiasi ląstelės masė. Dabar įrodyta, kad interfazėje sintetinama DNR. Pagal tai interfazė skirstoma į 3 stadijas: G1 (G. angl. gap — intervalas), S (S— sintezė) ir G2

Mitozės schema. Mitozės fazės:

1 — interfazė; 2 — ankstyva profazė; 3 — profazės vidurys; 4 — vėlyva profazė; 5 — metafazė; 6 — anafazė; 7 — telofazė; 8 — vėlyva telofazė; citokinezės pradžia; 9 — dviejų dukterinių ląstelių susidarymas (citokinezė) ir branduolių perėjimas į interfazę

Chromosomos neišnyksta ir interfazėje, jos tik pereina į pirminę (nematomą pro šviesinį mikroskopą) struktūrą.

Mitozė kartu su interfaze G1, S ir G2 stadijomis sudaro mitozės ciklą, kuris skirtingų organizmų ir įvairiose to paties organizmo ląstelėse trunka nevienodą laiką; tai labai priklauso nuo įvairių aplinkos poveikių.

Besidalijančiose ląstelėse jo trukmė — nuo 1 iki kelių šimtų valandų. Prieš bet kurią iš interfazės stadijų (G1, S arba G2 ar prieš pačią mitozę) ciklas dėl įvairių priežasčių (dažniausiai dėl nepalankių sąlygų) gali nutrūkti. Tokios ląstelės apibūdinamos kaip esančios G0 stadijoje.

Tačiau pažymėtina, kad daugialąsčių eukariotų pavienių ląstelių gyvenimo ciklas kol kas nediferencijuotas, nors tai būtina padaryti.

Mat didelėje gyvenimo ciklo dalyje jų ląstelės nustoja dalytis, nors tuo metu jose vyksta svarbūs pokyčiai ir gyvybiniai procesai. Kol kas jie nepakankamai genetiškai ištirti, tačiau ir nepajėgiant diferencijuoti eukariotų atskirų ląstelių gyvenimo ciklo tokias ląsteles apibūdinti kaip esančias mitozės cikle būtų neteisinga. Mitozinio ciklo sąvoka taikytina tik pastoviai besidalijančioms ląstelėms, o G0 — tik laikinai nustojusioms dalytis.

Kad ląstelės vėl pradėtų dalytis, jas reikia specialiai paveikti. Ląsteles į mitozės ciklą gali įjungti onkogeniniai virusai. Norint gauti besidalijančias daugialąsčių organizmų, ypač žinduolių, labai specializuotų ląstelių kultūras, šiuo metu sukuriamos hibridomos — somatinės ir vėžinės ląstelių hibridai.

Ruošiantis dalytis ląstelėse G1 stadijoje daugėja citoplazmos. S stadijoje vyksta DNR sintezė (replikacija). Be to, sintetinasi visų tipų histonai, kurie patenka į branduolį, ir naujai susintetinta DNR įgyja nukleosominę struktūrą. DNR sintezė sinchroniškai ir per trumpą laikotarpį vyksta tik pirmųjų zigotos dalijimųsi pradžioje. Toliau diferencijuojantis ląstelėms DNR sintezė būna ištęsta ir asinchroniška. Ypač užtrunka euchromatino sintezė; heterochromatino sintezė vyksta S stadijos pabaigoje ir labai greitai. DNR sintetinama asinchroniškai ne tik atskirose tos pačios chromosomos dalyse (replikonuose), bet asinchroniškai padvigubėja chromosomos.

G2 stadija yra menkiausiai ištirta. Šioje stadijoje besidalijančiose ląstelėse pamažu didėja ir citoplazmos, ir branduolio apimtis. Pirminės struktūros chromosomos būna jau padvigubėjusios. Be to, G2 stadijoje chromosoma yra kompaktiškesnė, todėl galima manyti, kad G2 formuojasi antrinė chromosomos struktūra, tačiau, palyginus su metafazės chromosoma, G2 chromosoma 1,5—2 kartus ilgesnė.

Visoms interfazės stadijoms labai būdingi laipsniški ląstelės paviršinio komplekso ir histono H1 kitimai. Histonas H1 yra fosforilinamas: G1 stadijoje prisijungia pirma fosforo rūgšties liekana, S stadijoje — antra, o G2 stadijoje — trečia. Šių kitimų prasmė kol kas neaiški.

Mitozė (siaurąja prasme) yra trumpiausia (1—2 valandos) mitozės ciklo stadija. Kaip ir kitų stadijų, jos trukmė įvairiuose organizmuose labai nevienoda. Kinta ji ir įvairiose ląstelėse, ją taip pat veikia aplinka. Mitozė skirstoma į 4 fazes: profazę, metafazę,
anafazę ir telofazę.

Profazėje pro šviesinį mikroskopą jau galima įžiūrėti chromosomas. Vadinasi, jos toliau spiralizuojasi. Išnyksta branduolėlis (-iai). Citoplazmoje centriolės keliauja į polius ir formuojasi mitozės kompleksas su achromatine verpste. Kiekviena chromosoma sudaryta iš dviejų dukterinių chromatidžių. Tai ypač ryšku profazės pabaigoje. Tuo metu išnyksta branduolio apvalkalėlis.

Metafazėje chromosomos išsidėsto taip, kad jų centromeros būna vienoje plokštumoje — sudaro metafazinę plokštelę. Centromeros jungiasi su achromatinės verpstės siūlais. Chromosomos ryškiai dvigubos — iš dviejų chromatidžių.

Anafazėje dalijasi centromeros, ir dukterinės chromosomos (chromatidės) juda į skirtingus polius.

Telofazėje chromosomos pamažu pereina į pirminę struktūrą (,,išnyksta“), atsiranda branduolio apvalkalėlis, branduolėlis (-iai).

Po to prasideda citokinezė (citotomija): citoplazma dalijasi į dvi dalis, susidarant skersinei pertvarėlei (augaluose susidaro specialios plokštelės — fragmoblastai) arba persismaugiant.

Mitozės kompleksas ir chromosomų judėjimo mechanizmas. Į mitozės kompleksą įeina centriolės, achromatinė verpstė su įvairių tipų mikrovamzdeliais ir kinetochorai, esantys kiekvienoje chromosomoje, mikrofibrilės. Mikrovarnzdeliai yra trijų rūšių: kinetochoro, poliniai ir radialiniai

Pav.1-poliniai mikrovamzdeliai;

2-kinetochoro mikrovamzdeliai;

3-radialiniai mikrovamzdeliai;

4-chromosomos;

5-centriolės. Mitozės kompleksas anafazėje.

Polinių mikrovamzdelių gaminimąsi sukelia fibrilinis galas, esantis centriolėje. Jie tęsiasi truputį toliau negu achromatinės verpstės vidurys. Kinetochoro mikrovamzdelių montavimąsi indukuoja kinetochoras, ir jie nukreipti link centriolių (arba polių). Kinetochoras yra trisluoksnė struktūra. Išorinis jo sluoksnis jungiasi su mikrovamzdeliais, o vidinis — su chromosomos pirmine sąsmauka.

Radialiniai mikrovamzdeliai nuo centriolės nutįsę priešinga metafazinei plokštelei kryptimi, link plazminės membranos. Jų paskirtis neaiški.

Chromosomų judėjimo link ekvatorinės plokštumos ir polių mechanizmas neaiškus, bet žinoma, kad anafazėje iš pradžių sutrumpėja kinetochoro mikrovamzdeliai, ir dukterinės chromosomos pasislenka link polių, po to pailgėja achromatinė verpstė (vienaląsčių pirmuonių iki 5 kartų), ir chromosomos dar labiau išsiskiria.

Mikrofibrilės sudaro skersinius tiltelius tarp mikrovamzdelių (verpstės siūlų). Dabar tiksliai įrodyta, kad į mikrofibrilių struktūrą įeina galintys susitraukti bei išsitempti baltymai, konkrečiai dineinas. Manoma, kad dėl šių baltymų kaip varomosios jėgos dukterinės chromosomos kartu su kinetochoro mikrovamzdeliais slenka link polių. Šia kryptimi lyg geležinkelio bėgiais jas nukreipia poliniai mikrovamzdeliai.

Dar neseniai manyta, kad chromosomos juda mikrovamzdeliams susimontuojant arba išsimontuojant: prie mikrovamzdelio prisišlieja vis nauja ir nauja dalis, ir chromosoma stumiama iki ekvatoriaus; kai mikrovamzdelis pamažu dalimis suyra, atvirkščiai, chromosoma keliauja link poliaus.

Šiuo metu bandoma sukurti ,,hibridinę“ chromosomų judėjimo teoriją, nes įrodyta tiek mikrovamzdelių montavimasis viename gale ir išsimontavimas kitame, tiek ir chromosomų slinkimas dalyvaujant susitraukimo-skeletiniams baltymams.

Paskaitos temos

Mitozės tipai

Pateikiama modifikuota M. Lobašovo (1969) mitozės tipų klasifikacija. Be tipiškos simetrinės mitozės (kai citoplazma pasidalija tolygiai), jau aptartų pleuromitozės ir ortomitozės (kai neišnyksta branduolio apvalkalėlis ir susidaro netipiška achromatinė verpstė, bet chromosomos taisyklingai tolygiai pasiskirsto tarp dukterinių ląstelių) yra:

1) asimetrinė mitozė — citoplazma pasidalija netolygiai (pvz., augalų mikrosporoje generatyvinė ir vegetatyvinė ląstelės; gemalinio maišelio centrinė ląstelė ir visos likusios 6 ląstelės; gyvūnų gametogenezėje antros eilės ovocitas arba ovotidė ir poliniai kūneliai ir kt.);

2) mitozė be citokinezės — branduolys dalijasi, bet nevyksta citokinezė, todėl susidaro daugiabranduolės ląstelės (pvz., augaluose — pirminio gemalinio maišelio);

3) endomitozė — chromosomos padvigubėja, bet nesidalija branduolys, dėl to pasireiškia poliploidija — chromosomų rinkinių padaugėja du ir daugiau kartų (intensyviai funkcionuojančiose arba senose augalų ir gyvūnų ląstelėse, nereguliarus — vėžinėse ląstelėse);

4) politenija — chromonema multiplikuojasi daug kartų, bet neišsiskiria chromonemos — susidaro gigantinės, arba politeninės, chromosomos;

5) endoreprodukcija — padvigubėja tik pavienės chromosomos (heteroploidija) arba jų dalys (duplikacija);

6) amitozė — tiesioginis branduolio dalijimasis nesusidarant achromatinei verpstei. Aukštesniesiems eukariotams tai nebūdinga, pasitaiko tik kaip anomalinis reiškinys, o žemesniesiems eukariotams gali būti kaip įprastinis ląstelės dalijimosi būdas, bet tokiu atveju arba branduolys būna sudarytas iš atskirų segmentų, kuriuose yra pilnas chromosomų rinkinys, ir dukteriniams branduoliams tenka daugiau ar mažiau segmentų, arba chromosomų rinkinių skaičius ląstelėje toks didelis, kad ir nelygiai branduoliui persismaugus į dukterinius branduolius pakliūva bent po vieną
homologinę chromosomą; taigi, vykstant reguliariai amitozei, genetinė medžiaga irgi pasiskirsto tolygiai.

Paskaitos temos

Mejozė (redukcinis dalijimasis)

Dalijantis ląstelei mejoziniu būdu, chromosomų sumažėja pusiau. Įvairių organizmų mejozė vyksta skirtingose stadijose: gyvūnų — gamatogenezėje, kitų organizmų — pereinant iš vienos gyvenimo ciklo dalies į kitą — iš diplonto į haplontą, dar kitų, tarp jų ir aukštesniųjų augalų, po mejozės susidaro sporos.

Mejozei būdinga tai, kad dėl jos išlieka pastovus chromosomų skaičius, susiliejus dviem lytinėms ląstelėms, tolygiai pasiskirsto homologinės chromosomos, taip pat įvyksta genetinė rekombinacija. Ši būna dviejų tipų: 1) homologinėms chromosomoms atsitiktinai derinantis su chromosomomis iš kitų chromosomų porų, galimų derinių skaičius lygus 2n (pvz., drozofilos — 24=16; žmogaus — 223 = 8 388 608); 2) apsikeitus segmentais tarp homologinių chromosomų, t.y. įvykus krosingoveriui.

Mejozės eiga

Mejozėje ląstelės dalijasi du kartus, tačiau chromosomos padvigubėja tik vieną kartą. DNR replikacija ir tuo pačiu chromonema padvigubėja iki prasidedant mejozės I profazei. Pirmą kartą dalijantis ląstelėms, praeinamos tokios pačios fazės kaip ir mitozėje, tik labai užtrunka I profazė, kuri skirstoma į keletą stadijų: leptoteną (plonas siūlas)—chromosomos vis labiau kondensuojasi; zigoteną (susijungęs siūlas)—vyksta homologinių chromosomų sinapsė, kartu chromosomos dar daugiau kondensuojasi; pachiteną (storas siūlas)—susijungusios poromis chromosomos (bivalentai) toliau trumpėja ir storėja; diploteną (dvigubas siūlas)—sinaptinė homologinių chromosomų trauka staigiai dingsta, ir chromosomos atsitraukia viena nuo kitos visu ilgiu, išskyrus chiazmus (homologinių chromosomų



susikryžiavimus), labai ryškiai matyti, kad kiekviena chromosoma sudaryta iš dviejų chromatidžių; diakinezę (judėjimas į priešingus galus) — bivalentų kondensaciįa pasiekia maksimumą, homologinės chromosomos baigia atsitraukti viena nuo kitos. Kai kurių organizmų rūšių homologinės chromosomos sukibusios tik galais.

Leptotenos-zigotenos stadijoje chromosomos vienu galu susigrupavusios ir prisitvirtinusios prie branduolio membranos (tankios plokštelės).

Kaip ir mitozės profazėje, I profazėje išnyksta branduolėlis ir branduolio apvalkalėlis. Po to eina I metafazė: chromosomos išsidėsto ekvatorinėje plokštumoje. I metafazė ypatinga tik tuo, kad achromatinės verpstės siūlai vieno poliaus prisitvirtinę prie vieno univalento, t.y. homologinės chromosomos, centromeros, o kito poliaus — prie kito univalento centromeros. Kaip tik todėl I anafazėje į priešingus polius patenka po vieną univalentą, t.y. dukterinėse ląstelėse tolygiai pasiskirsto homologinės chromosomos. Ir I anafazėje, ir I telofazėje univalentai negrįžta į pirminę struktūrą, lieka kompaktiški, ir aiškiai matyti, kad kiekvienas univalentas sudarytas iš 2 chromatidžių.

Tarp I ir II dalijimųsi nėra ryškios interfazės. Per trumpą pertrauką tarp I ir II dalijimųsi — interkinezėje — chromosomos nesikeičia. DNR replikacija tarp šių dalijimųsi nevyksta, todėl chromo-somų po šių dviejų pasidalijimų sumažėja pusiau — gaunamas hapoloidinis chromosomų skaičius, t.y. dukterinių ląstelių branduolyje yra po vieną chromosomą iš kiekvienos homologinių chromosomų poros. Susidaro 4 haploidinės ląstelės.

Paskaitos temos

Dauginimasis

Dauginimasis yra svarbiausias gamtoje vykstantis procesas – be jo gyvybė Žemėje netrukus nustotų gyvavusi. Kiekvienas gyvūnas, augalas ir mikrobas visą savo gyvenimą stengiasi turėti palikuonių ir jiems suteikti geriausias galimybes išlikti. Daugelis tėvų, , pasiekę šį tikslą, miršta. Tempas, kuriuo dauginasi gyvi padarai, labai skiriasi. Banginis per savo gyvenimą atsiveda mažiau negu dvylika jauniklių, tuo tarpu menkė turi milijonus palikuonių. Tačiau labai vislūs gyvūnai arba augalai susiduria su įtemta kova dėl būvio. Tik maža dalelė jauniklių sulaukia tokio amžiaus, kad galėtų patys turėti palikuonių.

Yra du pagrindiniai dauginimosi būdai: lytinis ir nelytinis.

Nelytinis dauginimasis

Nelytinis dauginimasis– paprasčiausia dauginimosi forma, nes reikia tik vieno iš tėvų. Jis gali skilti pusiau arba dalis jo kūno gali atsiskirti ir pradėti gyventi savarankiškai. Nelytinio dauginimosi atveju nereikia meilintis ir poruotis, todėl šis būdas greitas ir efektyvus.

Nelytiniu būdu dauginasi visi pirmuonys (ameba, infuzorija klumpelė, žalioji euglena ir kt.), vienaląsčiai dumbliai (chlamidomonas, chlorela), grybai, samanos, paparčiai ir kt.

Pirmuonys ir vienaląsčiai dumbliai dauginasi mitoziškai dalijantis ląstelėms. Grybų, samanų, paparčių susidaro sporos — ląstelės su tankiu apsauginiu apvalkalu — ir jos mitoziškai dalijasi.

Daugelis augalų ir kai kurie daugialąsčiai gyvūnai gali daugintis kūno dalimis, kurias sudaro ląstelių grupės. Pavyzdžiui, ieva, topolis, serbentai dauginasi augimais — ūglių dalimis, bulvės — gumbais, kardeliai, tulpės — svogūnėliais, dilgėlės, varputis — šaknimis. Dauginimasis ląstelių grupėmis (kūno dalimis), atskirtomis nuo motininio organizmo, vadinamas vegetatyviniu. Taip dauginasi gėlų vandenų ir jūros
duobagyviai — hidroidiniai polipai ir koralai. Jų kūne susidaro iškilimai — pumpurai, iš kurių išsivysto dukteriniai individai. Kai kurios plokščiosios kirmėlės gali daugintis pasidalindamos pusiau arba į kelias dalis.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 2299 žodžiai iš 7471 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.