Nome della tabella della fase di mitosi dell'evento. Caratteristiche generali della mitosi

Profase. Nella profase i cromosomi si condensano e diventano visibili al microscopio ottico. I cromosomi acquisiscono la struttura di filamenti ben colorati quando il DNP si compatta. Il numero di cromosomi è 4n, che corrisponde alla quantità di DNA 4c. In connessione con l'inattivazione dei geni nella regione dell'organizzatore nucleolare e l'inibizione della sintesi dell'RNA in profase, si nota la scomparsa dei nucleoli. La membrana nucleare si rompe gradualmente in frammenti e piccole vescicole di membrana. In questo caso i centrioli divergono ai poli opposti della cellula.
Nel satellite sezione del centriolo materno inizia la formazione dei microtubuli dai quali si formano i filamenti del fuso di fissione.

metafase. Un evento caratteristico della metafase è il movimento dei cromosomi nel piano equatoriale del fuso. Qui sono disposti rigorosamente in modo regolare, formando una piastra metafasica (guardando il fuso di divisione di lato). Se consideriamo un gruppo di cromosomi in metafase dal lato dei poli del fuso, appare chiaramente una figura che ricorda una stella (la cosiddetta stella madre). Durante questo periodo è possibile determinare il numero, la forma e la dimensione dei cromosomi (cromosomi D, doppi cromosomi) che compongono la placca metafase.
Entro la fine della metafase le metà longitudinali dei cromosomi (cromatidi fratelli) sono isolate su tutta la lunghezza, ad eccezione della zona di costrizione primaria.

Per ogni genere animali caratterizzato da un numero strettamente costante di cromosomi nelle cellule somatiche. Per una persona è 46. In base alla lunghezza dei cromosomi si distingue l'alternanza di sezioni colorate e non colorate. Inoltre, ciascun cromosoma si distingue per un modello unico di colorazione differenziale. I cromosomi umani sono divisi in 7 gruppi in base alle loro dimensioni e caratteristiche strutturali (A, B, C, D, E, F, G) e ogni cromosoma ha il proprio numero. L'insieme delle caratteristiche della struttura dei cromosomi, la loro dimensione e numero è ciò che viene chiamato cariotipo.

Anafase include il processo di divergenza dei cromosomi ai poli di una cellula in divisione. Il meccanismo del movimento dei cromosomi è spiegato dall'ipotesi dei filamenti scorrevoli, secondo la quale i filamenti del fuso costituiti da microtubuli, interagendo tra loro e con le proteine ​​contrattili, tirano i cromosomi verso i poli. La velocità di movimento dei cromosomi raggiunge 0,2-0,5 µm/min e l'intera anafase dura 2-3 minuti. L'anafase termina con il movimento di due serie identiche di cromosomi (cromosomi S o singoli cromosomi) verso i poli, dove si avvicinano l'uno all'altro, formando figure che assomigliano in apparenza (se viste dal lato del polo) alle stelle. Queste figure sono chiamate stelle bambini.

Perché stelle cromosomiche si formano in ciascuno dei poli, questo stadio della mitosi è talvolta chiamato lo stadio di una stella doppia (diastero), o lo stadio delle stelle figlie. Telofase- la fase finale della mitosi, durante la quale i nuclei figli vengono ricostruiti ai poli del fuso. Il riarrangiamento dei cromosomi telofasici ricorda i processi del loro cambiamento nella profase, ma avviene nella direzione opposta. Quando i cromosomi interagiscono con le vescicole di membrana del citoplasma, si forma l'involucro nucleare. Con la transizione dei cromosomi allo stato interfasico si formano nuovi nucleoli. La telofase termina con la divisione del corpo cellulare: citotomia o citocinesi, che porta alla formazione di due cellule figlie.

Parte delle cellule possono uscire dal ciclo della riproduzione ed entrare nel percorso della differenziazione. Alcune cellule possono uscire dal ciclo cellulare nel periodo G1 o dopo il periodo S ed essere a riposo (periodo Go). Tali cellule a riposo mantengono la capacità di dividersi e possono nuovamente entrare nel ciclo di riproduzione.

Video didattico: la mitosi cellulare e le sue fasi

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Mitosi- il principale metodo di divisione delle cellule eucariotiche, in cui avviene prima il raddoppio e quindi una distribuzione uniforme del materiale ereditario tra le cellule figlie.

La mitosi è un processo continuo in cui sono presenti quattro fasi: profase, metafase, anafase e telofase. Prima della mitosi, la cellula si prepara alla divisione, o interfase. Il periodo di preparazione cellulare per la mitosi e la mitosi stessa insieme compongono ciclo mitotico. Di seguito una breve descrizione delle fasi del ciclo.

Interfase consiste di tre periodi: presintetico o postmitotico, - G 1, sintetico - S, postsintetico o premitotico, - G 2.

Periodo presintetico (2N 2C, Dove N- il numero di cromosomi, Con- il numero di molecole di DNA) - crescita cellulare, attivazione dei processi di sintesi biologica, preparazione per il periodo successivo.

Periodo sintetico (2N 4C) è la replicazione del DNA.

Periodo postsintetico (2N 4C) - preparazione della cellula alla mitosi, sintesi e accumulo di proteine ​​ed energia per la prossima divisione, aumento del numero di organelli, raddoppio dei centrioli.

Profase (2N 4C) - lo smantellamento delle membrane nucleari, la divergenza dei centrioli verso i diversi poli della cellula, la formazione dei fili del fuso di fissione, la "scomparsa" dei nucleoli, la condensazione dei cromosomi bicromatici.

metafase (2N 4C) - allineamento dei cromosomi bicromatici più condensati nel piano equatoriale della cellula (piastra metafase), attacco delle fibre del fuso con un'estremità ai centrioli, l'altra - ai centromeri dei cromosomi.

Anafase (4N 4C) - la divisione dei cromosomi bicromatici in cromatidi e la divergenza di questi cromatidi fratelli verso i poli opposti della cellula (in questo caso, i cromatidi diventano cromosomi monocromatici indipendenti).

Telofase (2N 2C in ciascuna cellula figlia) - decondensazione dei cromosomi, formazione di membrane nucleari attorno a ciascun gruppo di cromosomi, disintegrazione dei fili del fuso di fissione, comparsa del nucleolo, divisione del citoplasma (citotomia). La citotomia nelle cellule animali avviene a causa del solco di fissione, nelle cellule vegetali - a causa della piastra cellulare.

1 - profase; 2 - metafase; 3 - anafase; 4 - telofase.

Il significato biologico della mitosi. Le cellule figlie formate come risultato di questo metodo di divisione sono geneticamente identiche a quelle della madre. La mitosi garantisce la costanza dell'insieme cromosomico in un numero di generazioni cellulari. È alla base di processi come crescita, rigenerazione, riproduzione asessuata, ecc.

- Questo è un modo speciale di dividere le cellule eucariotiche, a seguito del quale si verifica la transizione delle cellule dallo stato diploide a quello aploide. La meiosi consiste in due divisioni consecutive precedute da una singola replicazione del DNA.

Prima divisione meiotica (meiosi 1) chiamata riduzione, perché è durante questa divisione che il numero dei cromosomi si dimezza: da una cellula diploide (2 N 4C) formano due aploidi (1 N 2C).

Interfase 1(all'inizio - 2 N 2C, alla fine - 2 N 4C) - la sintesi e l'accumulo di sostanze ed energia necessarie per l'attuazione di entrambe le divisioni, aumento delle dimensioni delle cellule e del numero di organelli, raddoppio dei centrioli, replicazione del DNA, che termina con la profase 1.

Profase 1 (2N 4C) - smantellamento delle membrane nucleari, divergenza dei centrioli verso diversi poli della cellula, formazione di filamenti del fuso di fissione, "scomparsa" dei nucleoli, condensazione di cromosomi bicromatici, coniugazione di cromosomi omologhi e crossover. Coniugazione- il processo di convergenza e interlacciamento dei cromosomi omologhi. Viene chiamata una coppia di cromosomi omologhi coniugati bivalente. Il crossover è il processo di scambio di regioni omologhe tra cromosomi omologhi.

La profase 1 è divisa in fasi: leptotene(completamento della replicazione del DNA), zigotene(coniugazione di cromosomi omologhi, formazione di bivalenti), pachitene(crossing over, ricombinazione di geni), diplotene(rilevamento di chiasmi, 1 blocco di ovogenesi umana), diacinesia(terminalizzazione del chiasma).

1 - leptotene; 2 - zigotene; 3 - pachitene; 4 - diplotene; 5 - diacinesi; 6 - metafase 1; 7 - anafase 1; 8 - telofase 1;
9 - profase 2; 10 - metafase 2; 11 - anafase 2; 12 - telofase 2.

Metafase 1 (2N 4C) - allineamento dei bivalenti nel piano equatoriale della cellula, attacco dei fili del fuso di fissione ad un'estremità ai centrioli, l'altra - ai centromeri dei cromosomi.

Anafase 1 (2N 4C) - divergenza casuale indipendente dei cromosomi bicromatidi ai poli opposti della cellula (da ciascuna coppia di cromosomi omologhi, un cromosoma si sposta su un polo, l'altro sull'altro), ricombinazione dei cromosomi.

Telofase 1 (1N 2C in ogni cellula) - la formazione di membrane nucleari attorno a gruppi di cromosomi a due cromatidi, la divisione del citoplasma. In molte piante, una cellula dall'anafase 1 passa immediatamente alla profase 2.

Seconda divisione meiotica (meiosi 2) chiamato equazionale.

Interfase 2, O intercinesi (1n 2c), è una breve pausa tra la prima e la seconda divisione meiotica durante la quale non avviene la replicazione del DNA. caratteristico delle cellule animali.

Profase 2 (1N 2C) - smantellamento delle membrane nucleari, divergenza dei centrioli verso diversi poli della cellula, formazione di fibre del fuso.

Metafase 2 (1N 2C) - allineamento dei cromosomi bicromatici nel piano equatoriale della cellula (piastra metafase), attacco delle fibre del fuso con un'estremità ai centrioli, l'altra - ai centromeri dei cromosomi; 2 blocco dell'ovogenesi nell'uomo.

Anafase 2 (2N 2Con) - la divisione dei cromosomi bicromatici in cromatidi e la divergenza di questi cromatidi fratelli verso i poli opposti della cellula (in questo caso i cromatidi diventano cromosomi monocromatici indipendenti), ricombinazione dei cromosomi.

Telofase 2 (1N 1C in ogni cellula) - decondensazione dei cromosomi, formazione di membrane nucleari attorno a ciascun gruppo di cromosomi, disintegrazione dei fili del fuso di fissione, comparsa del nucleolo, divisione del citoplasma (citotomia) con formazione di quattro cellule aploidi come un risultato.

Il significato biologico della meiosi. La meiosi è l'evento centrale della gametogenesi negli animali e della sporogenesi nelle piante. Essendo la base della variabilità combinatoria, la meiosi garantisce la diversità genetica dei gameti.

Amitosi

Amitosi- divisione diretta del nucleo interfase per costrizione senza formazione di cromosomi, al di fuori del ciclo mitotico. Descritto per cellule invecchiate, patologicamente alterate e destinate alla morte. Dopo l'amitosi, la cellula non è in grado di tornare al normale ciclo mitotico.

ciclo cellulare

ciclo cellulare- la vita di una cellula dal momento della sua comparsa fino alla divisione o alla morte. Una componente obbligatoria del ciclo cellulare è il ciclo mitotico, che comprende un periodo di preparazione alla divisione e alla mitosi vera e propria. Inoltre, ci sono periodi di riposo nel ciclo vitale, durante i quali la cellula svolge le proprie funzioni e sceglie il suo ulteriore destino: la morte o il ritorno al ciclo mitotico.

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Mitosiè il metodo più comune per dividere le cellule eucariotiche. Durante la mitosi, i genomi di ciascuna delle due cellule risultanti sono identici tra loro e coincidono con il genoma della cellula originale.

La mitosi è l’ultimo e solitamente il passo più breve nel ciclo cellulare. Con la sua fine termina il ciclo vitale della cellula e iniziano i cicli di due neoformate.

Il diagramma illustra la durata delle fasi del ciclo cellulare. La lettera M sta per mitosi. Il tasso più alto di mitosi si osserva nelle cellule germinali, il più basso - nei tessuti con un alto grado di differenziazione, se le loro cellule si dividono del tutto.

Sebbene la mitosi sia considerata indipendentemente dall'interfase, che consiste dei periodi G 1 , S e G 2 , la preparazione ad essa avviene proprio in essa. Il punto più importante è la replicazione del DNA che avviene nel periodo sintetico (S). Dopo la replicazione, ciascun cromosoma è costituito da due cromatidi identici. Sono vicini tra loro per tutta la loro lunghezza e sono collegati nella regione del centromero del cromosoma.

In interfase i cromosomi si trovano nel nucleo e sono un groviglio di filamenti di cromatina sottili e molto lunghi visibili solo al microscopio elettronico.

Nella mitosi si distinguono una serie di fasi successive, che possono anche essere chiamate stadi o periodi. Nella versione classica semplificata della considerazione si distinguono quattro fasi. Questo profase, metafase, anafase e telofase. Spesso si distinguono più fasi: prometafase(tra profase e metafase) preprofase(caratteristico delle cellule vegetali, precede la profase).

Un altro processo associato alla mitosi è citocinesi, che si verifica principalmente durante il periodo telofase. Possiamo dire che la citocinesi è, per così dire, parte integrante della telofase, o che entrambi i processi corrono in parallelo. Per citocinesi si intende la divisione del citoplasma (ma non del nucleo!) della cellula madre. Si chiama fissione nucleare cariocinesi, e precede la citocinesi. Tuttavia, durante la mitosi, in quanto tale, la divisione nucleare non avviene, perché prima si disintegra - quello genitore, poi se ne formano due nuovi - quelli figli.

Ci sono casi in cui si verifica la cariocinesi ma la citocinesi no. In questi casi si formano cellule multinucleate.

La durata della mitosi stessa e delle sue fasi è individuale e dipende dal tipo di cellula. Di solito la profase e la metafase sono i periodi più lunghi.

La durata media della mitosi è di circa due ore. Le cellule animali solitamente si dividono più velocemente delle cellule vegetali.

Durante la divisione delle cellule eucariotiche si forma necessariamente un fuso di fissione bipolare, costituito da microtubuli e proteine ​​ad essi associati. Grazie a lui, c'è un'equa distribuzione del materiale ereditario tra le cellule figlie.

Di seguito verrà fornita una descrizione dei processi che avvengono nella cellula nelle diverse fasi della mitosi. Il passaggio ad ogni fase successiva è controllato nella cellula da appositi checkpoint biochimici, nei quali viene “controllato” se tutti i processi necessari sono stati completati correttamente. Se ci sono errori, la divisione può o meno fermarsi. In quest'ultimo caso compaiono cellule anormali.

Fasi della mitosi

Nella profase si verificano i seguenti processi (per lo più in parallelo):

I cromosomi si condensano

I nucleoli scompaiono

L'involucro nucleare si sta disintegrando

Si formano due poli del fuso

La mitosi inizia con l'accorciamento dei cromosomi. Le coppie di cromatidi che le compongono si spiralizzano, a seguito della quale i cromosomi sono notevolmente accorciati e ispessiti. Alla fine della profase possono essere visti al microscopio ottico.

I nucleoli scompaiono, perché le parti dei cromosomi che li compongono (organizzatori nucleolari) sono già in forma spiralizzata, quindi sono inattive e non interagiscono tra loro. Inoltre, le proteine ​​nucleolari vengono degradate.

Nelle cellule degli animali e delle piante inferiori, i centrioli del centro cellulare divergono lungo i poli della cellula e sporgono centri organizzatori dei microtubuli. Sebbene le piante superiori non abbiano centrioli, si formano anche microtubuli.

I microtubuli corti (astrali) iniziano a divergere da ciascun centro di organizzazione. Si forma una struttura simile ad una stella. Le piante non lo producono. I loro poli di fissione sono più larghi; i microtubuli emergono non da un'area piccola, ma da un'area relativamente ampia.

La rottura dell'involucro nucleare in piccoli vacuoli segna la fine della profase.

I microtubuli sono evidenziati in verde a destra della microfotografia, i cromosomi sono evidenziati in blu e i centromeri dei cromosomi sono evidenziati in rosso.

Va inoltre notato che durante la profase della mitosi avviene la frammentazione dell'EPS, che si scompone in piccoli vacuoli; L'apparato del Golgi si scompone in singoli dictosomi.

I processi chiave della prometafase sono per lo più sequenziali:

Disposizione caotica e movimento dei cromosomi nel citoplasma.

Collegandoli ai microtubuli.

Movimento dei cromosomi nel piano equatoriale della cellula.

I cromosomi sono nel citoplasma, si muovono in modo casuale. Una volta arrivati ​​ai poli, è più probabile che si leghino all'estremità positiva del microtubulo. Infine, il filo è attaccato al cinetocore.

Un tale microtubulo del cinetocore inizia a crescere, allontanando il cromosoma dal polo. Ad un certo punto, un altro microtubulo si attacca al cinetocore del cromatide fratello, crescendo dall'altro polo di divisione. Anche lei comincia a spingere il cromosoma, ma nella direzione opposta. Di conseguenza, il cromosoma si trova all'equatore.

I cinetocori sono strutture proteiche ai centromeri dei cromosomi. Ogni cromatide fratello ha il proprio cinetocore, che matura in profase.

Oltre ai microtubuli astrali e cinetocore, ci sono quelli che vanno da un polo all'altro, come se facessero esplodere la cellula in direzione perpendicolare all'equatore.

Un segno dell'inizio della metafase è la posizione dei cromosomi lungo l'equatore, il cosidetto placca metafase o equatoriale. Nella metafase sono chiaramente visibili il numero dei cromosomi, le loro differenze e il fatto che sono costituiti da due cromatidi fratelli collegati al centromero.

I cromosomi sono tenuti insieme dalle forze di tensione equilibrate dei microtubuli di poli diversi.

I cromatidi fratelli si separano, ciascuno muovendosi verso il proprio polo.

I poli si allontanano gli uni dagli altri.

L'anafase è la fase più breve della mitosi. Inizia quando i centromeri dei cromosomi sono divisi in due parti. Di conseguenza, ciascun cromatide diventa un cromosoma indipendente ed è attaccato a un microtubulo di un polo. I fili "tirano" i cromatidi verso i poli opposti. Infatti i microtubuli vengono smontati (depolimerizzati), cioè accorciati.

Nell'anafase delle cellule animali non si muovono solo i cromosomi figli, ma anche i poli stessi. A causa di altri microtubuli, vengono allontanati, i microtubuli astrali sono attaccati alle membrane e anche “tirano”.

I cromosomi smettono di muoversi

I cromosomi si decondensano

Appaiono i nucleoli

L'involucro nucleare viene ripristinato

La maggior parte dei microtubuli scompare

La telofase inizia quando i cromosomi smettono di muoversi, fermandosi ai poli. Despiralizzano, diventano lunghi e filiformi.

I microtubuli del fuso di fissione vengono distrutti dai poli all'equatore, cioè dalle loro estremità negative.

Attorno ai cromosomi si forma un involucro nucleare attraverso la fusione delle vescicole di membrana, nelle quali durante la profase si disintegrano il nucleo materno e l'EPS. Ogni polo ha il proprio nucleo figlia.

Quando i cromosomi si despiralizzano, gli organizzatori nucleolari diventano attivi e compaiono i nucleoli.

La sintesi dell'RNA riprende.

Se i centrioli non sono ancora accoppiati ai poli, viene completata una coppia vicino a ciascuno di essi. Pertanto, in ciascun polo viene ricreato il proprio centro cellulare, che andrà alla cellula figlia.

Tipicamente, la telofase termina con la divisione del citoplasma, cioè la citocinesi.

La citocinesi può iniziare già nell'anafase. All'inizio della citocinesi, gli organelli cellulari sono distribuiti in modo relativamente uniforme lungo i poli.

La divisione del citoplasma delle cellule vegetali e animali avviene in modi diversi.

Nelle cellule animali, a causa dell'elasticità, la membrana citoplasmatica nella parte equatoriale della cellula inizia a rigonfiarsi verso l'interno. Si forma un solco che alla fine si chiude. In altre parole, la cellula madre si divide mediante legatura.

Nelle cellule vegetali in telofase, i fili del fuso non scompaiono nella regione dell'equatore. Si avvicinano alla membrana citoplasmatica, il loro numero aumenta e si formano fragmoplasto. È costituito da microtubuli corti, microfilamenti, parti dell'EPS. Qui si muovono i ribosomi, i mitocondri, il complesso del Golgi. Le vescicole del Golgi e il loro contenuto all'equatore formano la placca cellulare mediana, le pareti cellulari e la membrana delle cellule figlie.

Significato e funzioni della mitosi

Grazie alla mitosi è garantita la stabilità genetica: l'esatta riproduzione del materiale genetico in più generazioni. I nuclei delle nuove cellule contengono lo stesso numero di cromosomi contenuti nella cellula madre e questi cromosomi sono copie esatte del genitore (a meno che, ovviamente, non si siano verificate mutazioni). In altre parole, le cellule figlie sono geneticamente identiche al genitore.

Tuttavia, la mitosi svolge anche una serie di altre importanti funzioni:

crescita di un organismo pluricellulare

riproduzione asessuata,

sostituzione di cellule di vari tessuti negli organismi multicellulari,

in alcune specie può verificarsi la rigenerazione di parti del corpo.

La divisione cellulare è il momento centrale della riproduzione.

Nel processo di divisione, da una cellula nascono due cellule. Una cellula, basata sull'assimilazione di sostanze organiche e inorganiche, crea una propria specie con struttura e funzioni caratteristiche.

Nella divisione cellulare si possono osservare due punti principali: divisione nucleare - mitosi e divisione del citoplasma - citocinesi o citotomia. L'attenzione principale dei genetisti è ancora rivolta alla mitosi, poiché, dal punto di vista della teoria dei cromosomi, il nucleo è considerato l '"organo" dell'ereditarietà.

Durante la mitosi si verifica quanto segue:

1. raddoppio della sostanza dei cromosomi;
2. cambiamenti nello stato fisico e nell'organizzazione chimica dei cromosomi;
3. divergenza dei cromosomi figli, o meglio sorelle, ai poli della cellula;
4. la successiva divisione del citoplasma e il completo ripristino di due nuovi nuclei in cellule sorelle.

Pertanto, l'intero ciclo di vita dei geni nucleari è stabilito nella mitosi: duplicazione, distribuzione e funzionamento; come risultato del completamento del ciclo mitotico, le cellule sorelle si ritrovano con un uguale “patrimonio”.

Durante la divisione, il nucleo cellulare attraversa cinque fasi successive: interfase, profase, metafase, anafase e telofase; alcuni citologi distinguono un altro sesto stadio: la prometafase.

Tra due successive divisioni cellulari il nucleo si trova nella fase interfase. Durante questo periodo il nucleo, durante la fissazione e la colorazione, presenta una struttura a rete formata dalla tintura di fili sottili, che nella fase successiva si trasformano in cromosomi. Sebbene l'interfase sia chiamata diversamente fase del nucleo di riposo, sul corpo stesso, i processi metabolici nel nucleo durante questo periodo vengono eseguiti con la massima attività.

La profase è la prima fase nella preparazione del nucleo alla divisione. Nella profase, la struttura a rete del nucleo si trasforma gradualmente in fili cromosomici. Fin dalla prima profase, anche al microscopio ottico si può osservare la duplice natura dei cromosomi. Ciò suggerisce che nel nucleo è nell'interfase precoce o tardiva che avviene il processo più importante della mitosi: il raddoppio o la duplicazione dei cromosomi, in cui ciascuno dei cromosomi materni ne costruisce uno simile, uno figlio. Di conseguenza, ciascun cromosoma appare raddoppiato longitudinalmente. Tuttavia, queste metà dei cromosomi, che vengono chiamate cromatidi fratelli, non divergono in profase, poiché sono tenuti insieme da un'area comune: il centromero; la regione centromerica viene divisa successivamente. Nella profase i cromosomi subiscono un processo di torsione lungo il loro asse, che porta al loro accorciamento e ispessimento. Va sottolineato che nella profase ogni cromosoma della cariolinfa si trova in modo casuale.

Nelle cellule animali, anche nella tarda telofase o nella primissima interfase, si verifica il raddoppio dei centrioli, dopodiché, in profase, i centrioli figli iniziano a convergere verso i poli e si forma l'astrosfera e il fuso, chiamato nuovo apparato. Allo stesso tempo, i nucleoli si dissolvono. Un segno essenziale della fine della profase è la dissoluzione della membrana nucleare, a seguito della quale i cromosomi si trovano nella massa totale del citoplasma e del carioplasma, che ora formano il mixoplasma. Questo pone fine alla profase; la cellula entra in metafase.

Recentemente, tra profase e metafase, i ricercatori hanno iniziato a distinguere uno stadio intermedio chiamato prometafase. La prometafase è caratterizzata dalla dissoluzione e scomparsa della membrana nucleare e dallo spostamento dei cromosomi verso il piano equatoriale della cellula. Ma a questo punto la formazione del fuso dell'acromatina non è ancora stata completata.

Metafase chiamato lo stadio finale della disposizione dei cromosomi all'equatore del fuso. La disposizione caratteristica dei cromosomi sul piano equatoriale è chiamata placca equatoriale o metafase. La disposizione dei cromosomi in relazione tra loro è casuale. Nella metafase, il numero e la forma dei cromosomi sono ben rivelati, soprattutto se si considera la placca equatoriale dai poli della divisione cellulare. Il fuso dell'acromatina è completamente formato: i filamenti del fuso acquisiscono una consistenza più densa rispetto al resto del citoplasma e si attaccano alla regione centromerica del cromosoma. Il citoplasma della cellula durante questo periodo ha la viscosità più bassa.

Anafase chiamata la fase successiva della mitosi, in cui si dividono i cromatidi, che ora possono essere chiamati cromosomi fratelli o figli, divergono verso i poli. In questo caso, prima di tutto, le regioni centromeriche si respingono, quindi i cromosomi stessi divergono verso i poli. Va detto che la divergenza dei cromosomi in anafase inizia contemporaneamente - "come a comando" - e termina molto rapidamente.

Nella telofase, i cromosomi figli despiralizzano e perdono la loro individualità visibile. Si formano il guscio del nucleo e il nucleo stesso. Il nucleo viene ricostruito in ordine inverso rispetto alle modifiche che ha subito in profase. Alla fine, vengono ripristinati anche i nucleoli (o nucleoli) e nella quantità in cui erano presenti nei nuclei genitori. Il numero di nucleoli è caratteristico di ciascun tipo di cellula.

Allo stesso tempo inizia la divisione simmetrica del corpo cellulare. I nuclei delle cellule figlie entrano nello stato di interfase.

La figura sopra mostra un diagramma della citocinesi delle cellule animali e vegetali. In una cellula animale, la divisione avviene mediante legatura del citoplasma della cellula madre. In una cellula vegetale, la formazione di un setto cellulare avviene con aree di placche del fuso che formano un setto nel piano dell'equatore, chiamato fragmoplasto. Questo termina il ciclo mitotico. La sua durata dipende apparentemente dal tipo di tessuto, dallo stato fisiologico dell'organismo, da fattori esterni (temperatura, regime luminoso) e va dai 30 minuti alle 3 ore.Secondo vari autori, la velocità di passaggio delle singole fasi è variabile.

Sia i fattori ambientali interni che quelli esterni che influenzano la crescita dell'organismo e il suo stato funzionale influenzano la durata della divisione cellulare e le sue singole fasi. Poiché il nucleo svolge un ruolo enorme nei processi metabolici della cellula, è naturale credere che la durata delle fasi della mitosi possa cambiare in base allo stato funzionale del tessuto dell'organo. Ad esempio, è stato stabilito che l'attività mitotica di vari tessuti durante il riposo e il sonno negli animali è significativamente più elevata rispetto alla veglia. In un certo numero di animali, la frequenza delle divisioni cellulari diminuisce alla luce e aumenta al buio. Si presume inoltre che gli ormoni influenzino l'attività mitotica della cellula.

Le ragioni che determinano la disponibilità della cellula alla divisione non sono ancora chiare. Ci sono ragioni per presumere diversi di questi motivi:

1. raddoppio della massa del protoplasma cellulare, dei cromosomi e di altri organelli, a causa dei quali vengono violate le relazioni nucleo-plasma; per dividersi, una cellula deve raggiungere un certo peso e volume caratteristici delle cellule di un dato tessuto;
2. duplicazione dei cromosomi;
3. secrezione da parte dei cromosomi e di altri organelli cellulari di sostanze speciali che stimolano la divisione cellulare.

Anche il meccanismo di divergenza dei cromosomi ai poli nell'anafase della mitosi rimane poco chiaro. Un ruolo attivo in questo processo sembra essere svolto dai filamenti del fuso, che sono filamenti proteici organizzati e orientati da centrioli e centromeri.

La natura della mitosi, come abbiamo già detto, varia a seconda della tipologia e dello stato funzionale del tessuto. Cellule di tessuti diversi sono caratterizzate da diversi tipi di mitosi. Nel tipo di mitosi descritto, la divisione cellulare avviene in modo uguale e simmetrico. Come risultato della mitosi simmetrica, le cellule sorelle sono ereditariamente equivalenti sia per quanto riguarda i geni nucleari che per il citoplasma. Tuttavia, oltre a quella simmetrica, esistono altri tipi di mitosi, vale a dire: mitosi asimmetrica, mitosi con citocinesi ritardata, divisione delle cellule multinucleate (divisione dei sincizi), amitosi, endomitosi, endoreproduzione e politenia.

Nel caso della mitosi asimmetrica, le cellule sorelle non sono uguali in termini di dimensioni, quantità di citoplasma e anche in relazione al loro destino futuro. Un esempio di ciò sono le cellule sorelle (figlie) di dimensioni diverse del neuroblasto della cavalletta, le uova degli animali durante la maturazione e durante la frammentazione a spirale; durante la divisione dei nuclei nei granuli di polline, una delle cellule figlie può dividersi ulteriormente, l'altra no, ecc.

La mitosi con un ritardo nella citocinesi è caratterizzata dal fatto che il nucleo cellulare si divide molte volte e solo allora avviene la divisione del corpo cellulare. Come risultato di questa divisione, si formano cellule multinucleate come il sincizio. Un esempio di ciò è la formazione delle cellule dell'endosperma e la formazione di spore.

Amitosi chiamata fissione diretta del nucleo senza formazione di figure di fissione. In questo caso la divisione del nucleo avviene “allacciandolo” in due parti; a volte si formano più nuclei contemporaneamente da un nucleo (frammentazione). L'amitosi si trova costantemente nelle cellule di numerosi tessuti specializzati e patologici, ad esempio nei tumori cancerosi. Può essere osservato sotto l'influenza di vari agenti dannosi (radiazioni ionizzanti e alta temperatura).

Endomitosi chiamato tale processo quando si verifica un raddoppio della fissione nucleare. In questo caso i cromosomi, come al solito, si riproducono nell'interfase, ma la loro successiva divergenza avviene all'interno del nucleo con la conservazione dell'involucro nucleare e senza la formazione del fuso di acromatina. In alcuni casi, sebbene il guscio del nucleo si dissolva, tuttavia, non si verifica la divergenza dei cromosomi rispetto ai poli, a seguito della quale il numero di cromosomi nella cellula si moltiplica anche di diverse decine di volte. L'endomitosi si verifica nelle cellule di vari tessuti sia di piante che di animali. Quindi, ad esempio, A. A. Prokofieva-Belgovskaya ha dimostrato che mediante endomitosi nelle cellule di tessuti specializzati: nell'ipoderma del ciclope, nel corpo grasso, nell'epitelio peritoneale e in altri tessuti della puledra (Stenobothrus) - l'insieme dei cromosomi può aumentare di 10 volte. Questa moltiplicazione del numero di cromosomi è associata alle caratteristiche funzionali del tessuto differenziato.

Con la politenia, il numero dei fili cromosomici si moltiplica: dopo la duplicazione su tutta la lunghezza, non divergono e rimangono adiacenti l'uno all'altro. In questo caso, il numero di fili cromosomici all'interno di un cromosoma viene moltiplicato, di conseguenza il diametro dei cromosomi aumenta notevolmente. Il numero di fili così sottili in un cromosoma politenico può raggiungere 1000-2000. In questo caso si formano i cosiddetti cromosomi giganti. Con la politenia, tutte le fasi del ciclo mitotico cadono, ad eccezione di quella principale: la riproduzione dei filamenti primari del cromosoma. Il fenomeno della politenia si osserva nelle cellule di numerosi tessuti differenziati, ad esempio nel tessuto delle ghiandole salivari dei Ditteri, nelle cellule di alcune piante e protozoi.

A volte avviene la duplicazione di uno o più cromosomi senza alcuna trasformazione del nucleo: questo fenomeno viene chiamato endoriproduzione.

Quindi, tutte le fasi della mitosi cellulare che compongono sono obbligatorie solo per un processo tipico.

in alcuni casi, soprattutto nei tessuti differenziati, il ciclo mitotico subisce modifiche. Le cellule di tali tessuti hanno perso la capacità di riprodurre l'intero organismo e l'attività metabolica del loro nucleo è adattata alla funzione del tessuto socializzato.

Le cellule embrionali e meristematiche, che non hanno perso la funzione di riprodurre l'intero organismo e appartengono a tessuti indifferenziati, conservano l'intero ciclo della mitosi, su cui si basa la riproduzione asessuata e vegetativa.

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Mitosi(dal greco mitos - filo), un metodo per dividere i nuclei delle cellule, garantendo l'identica distribuzione del materiale genetico tra le cellule figlie e la continuità dei cromosomi in un numero di generazioni cellulari. La mitosi viene spesso definita come il processo di divisione non solo del nucleo, ma dell'intera cellula.

Per studiare l'attività mitotica delle cellule, indice mitotico - il rapporto tra il numero di cellule che subiscono la mitosi in un certo periodo di tempo e il numero totale di cellule presenti nella popolazione in quel momento. Più giovani sono gli elementi dell'eritropoiesi e della leucopoiesi, maggiore è il loro indice mitotico. Secondo vari dati, l'indice mitotico del midollo osseo può normalmente variare da 1.0..6.0‰ a 7.6..13.1‰. Il numero di mitosi eritroidi nel midollo osseo supera significativamente il numero di mitosi mieloidi.

La mitosi è composta dalle seguenti fasi, di diversa durata:

• profase;
• metafase;
• anafase (la più breve);
• telofase.

Nel nucleo iniziano a formarsi filamenti sottili (cromosomi profase), che poi si accorciano e si ispessiscono, l'involucro nucleare viene distrutto e si forma un fuso di fissione.

(lo stadio della "stella madre", quando le regioni centromeriche dei cromosomi sono rivolte verso il centro del fuso) - tutti i cromosomi si riuniscono nella parte centrale del fuso, formando una placca metafasica.

I cromosomi perdono le loro connessioni centromeriche e due serie di cromosomi (identici) si spostano ai poli opposti della cellula.

Telofase- inizia dal momento dell'arresto cromosomico e termina con la divisione della cellula originaria in due cellule figlie.

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