Μυθολογικές φάσεις και τα χαρακτηριστικά, τις λειτουργίες και τους οργανισμούς τους

Το μίτωση είναι μια διαδικασία κυτταρικής διαίρεσης, όπου ένα κύτταρο παράγει γενετικά ταυτόσημα θυγατρικά κύτταρα. για κάθε κύτταρο δημιουργούνται δύο "κόρες" με το ίδιο φορτίο χρωμοσώματος. Αυτή η διαίρεση λαμβάνει χώρα στα σωματικά κύτταρα των ευκαρυωτικών οργανισμών.

Αυτή η διαδικασία είναι ένα από τα στάδια του κυτταρικού κύκλου των ευκαρυωτικών οργανισμών, το οποίο αποτελείται σε 4 φάσεις: S (σύνθεση ϋΝΑ), Μ (κυτταρική διαίρεση), G1 και G2 (ενδιάμεσα στάδια όπου τα mRNA και πρωτεΐνες που παράγονται) . Οι Συνολικά, G1, G2, και φάσεις S θεωρείται ως διασύνδεση. Κυτταροπλασματικά και πυρηνική διαίρεση (μίτωση και κυτοκίνηση) σχηματίζουν το τελευταίο στάδιο του κύκλου του κυττάρου.

Σε μοριακό επίπεδο, η μίτωση αρχίζει με την ενεργοποίηση μίας κινάσης (πρωτεΐνης) που ονομάζεται παράγοντας προαγωγής της ωρίμανσης (MPF) και την επακόλουθη φωσφορυλίωση ενός σημαντικού αριθμού πρωτεϊνικών συστατικών του κυττάρου. Το τελευταίο επιτρέπει στο κύτταρο να παρουσιάσει τις μορφολογικές αλλαγές που απαιτούνται για τη διεξαγωγή της διαδικασίας διαίρεσης.

Η μίτωση είναι μια ασφυκτική διαδικασία, καθώς το προγονικό κύτταρο και οι κόρες του έχουν ακριβώς τις ίδιες γενετικές πληροφορίες. Αυτά τα κύτταρα είναι γνωστά ως διπλοειδή επειδή φέρουν το πλήρες χρωμοσωμικό φορτίο (2n).

Η μεϊόση, από την άλλη πλευρά, είναι η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης που προκαλεί σεξουαλική αναπαραγωγή. Σε αυτή τη διαδικασία, ένα διπλοειδές βλαστικό κύτταρο αναπαράγει τα χρωμοσώματα του και στη συνέχεια χωρίζεται δύο φορές στη σειρά (χωρίς να αναπαράγει τις γενετικές του πληροφορίες). Τέλος, δημιουργούνται 4 θυγατρικά κύτταρα με μόνο το ήμισυ του χρωμοσωμικού φορτίου, τα οποία ονομάζονται απλοειδή (n).

Ευρετήριο

• 1 Γενικά της μίτωσης
• 2 Ποια είναι η σημασία αυτής της διαδικασίας?
• 3 φάσεις και τα χαρακτηριστικά τους
  • 3.1 Επάγγελμα
  • 3.2 Prometaphase
  • 3.3 Μεταφάση
  • 3.4 Αναφάση
  • 3.5 Telophase
  • 3.6 Κυτοκίνη
  • 3.7 Κυτοκίνη σε φυτικά κύτταρα
• 4 Λειτουργίες
• 5 Ρύθμιση κυτταρικής ανάπτυξης και διαίρεσης.
• 6 Οργανισμοί που τη διεξάγουν
• 7 Κατανομή κυττάρων σε προκαρυωτικά κύτταρα
• 8 Εξέλιξη της μίτωσης
  • 8.1 Τι προηγήθηκε της μίτωσης?
• 9 Αναφορές

Γενικές ιδιότητες της μίτωσης

Η μίτωση στους μονοκύτταρους οργανισμούς συνήθως παράγει θυγατρικά κύτταρα πολύ παρόμοια με τους προγόνους τους. Αντίθετα, κατά την ανάπτυξη πολυκυτταρικών όντων, αυτή η διαδικασία μπορεί να δημιουργήσει δύο κύτταρα με μερικά διαφορετικά χαρακτηριστικά (παρά το γεγονός ότι είναι γενετικά ταυτόσημα).

Αυτή η διαφοροποίηση των κυττάρων δημιουργεί τους διαφορετικούς τύπους κυττάρων που αποτελούν τους πολυκύτταρους οργανισμούς.

Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού, ο κυτταρικός κύκλος εμφανίζεται συνεχώς, σχηματίζοντας συνεχώς νέα κύτταρα τα οποία με τη σειρά τους αναπτύσσονται και προετοιμάζονται για να διαχωριστούν μέσω της μίτωσης.

Η ανάπτυξη και η κυτταρική διαίρεση ρυθμίζονται από μηχανισμούς, όπως η απόπτωση (προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος), οι οποίοι επιτρέπουν τη διατήρηση ισορροπίας, αποτρέποντας την υπερβολική ανάπτυξη των ιστών. Με αυτό τον τρόπο διασφαλίζεται ότι τα ελαττωματικά κύτταρα αντικαθίστανται από νέα κύτταρα, σύμφωνα με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες του οργανισμού.

Ποια είναι η σημασία αυτής της διαδικασίας?

Η ικανότητα αναπαραγωγής είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά όλων των οργανισμών (από μονοκύτταρα μέχρι πολύκυτταρα) και τα κύτταρα που το συνθέτουν. Αυτή η ποιότητα σάς επιτρέπει να διασφαλίσετε τη συνέχεια των γενετικών πληροφοριών σας.

Η κατανόηση των διαδικασιών της μίτωσης και της μείωσης έχει διαδραματίσει θεμελιώδη ρόλο στην κατανόηση των ενδιαφερόντων κυτταρικών χαρακτηριστικών των οργανισμών. Για παράδειγμα, η ιδιότητα να διατηρείται σταθερός ο αριθμός των χρωμοσωμάτων από ένα κύτταρο στον άλλο εντός ενός ατόμου και μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους.

Όταν υποφέρουμε κάποιο είδος κοπής ή πληγής στο δέρμα μας, παρατηρούμε πως σε λίγες μέρες η κατεστραμμένη επιδερμίδα ανακάμπτει. Αυτό συμβαίνει χάρη στη διαδικασία της μίτωσης.

Φάσεις και τα χαρακτηριστικά τους

Γενικά, η μίτωση ακολουθεί την ίδια ακολουθία διεργασιών (φάσεων) σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Σε αυτές τις φάσεις, πολλές μορφολογικές αλλαγές εμφανίζονται στο κύτταρο. Μεταξύ αυτών η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, η ρήξη της πυρηνικής μεμβράνης, ο διαχωρισμός του κυττάρου από την εξωκυτταρική μήτρα και από άλλα κύτταρα και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η πυρηνική διαίρεση και η κυτταροπλασματική διαίρεση θεωρούνται ως ξεχωριστές φάσεις (μίτωση και κυτοκίνη, αντίστοιχα).

Για την καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας και της μελέτης που έχουν χαρακτηριστεί έξι (6) φάσεις, ήτοι: πρόφαση, προμεταφασικά, μετάφαση, ανάφαση και τελόφασης, κυτοκίνηση τότε θεωρείται ως έκτη φάση, η οποία αρχίζει να αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια της ανάφαση.

Αυτές οι φάσεις έχουν μελετηθεί από τον δέκατο ένατο αιώνα μέσα από το φως του μικροσκοπίου, έτσι και σήμερα είναι εύκολα αναγνωρίσιμα ως τα μορφολογικά χαρακτηριστικά κυττάρου που παρουσιάζει, όπως συμπύκνωση χρωμοσώματος, και ο σχηματισμός μιτωτικής ατράκτου.

Επικρατεί

Η προφορά είναι η πρώτη ορατή εκδήλωση της κυτταρικής διαίρεσης. Σε αυτή τη φάση μπορείτε να δείτε την εμφάνιση χρωμοσωμάτων ως διακριτές μορφές, λόγω της προοδευτικής συμπίεσης της χρωματίνης. Αυτή η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων αρχίζει με τη φωσφορυλίωση των μορίων της ιστόνης Η1 από την κινάση MPF.

Η διαδικασία συμπύκνωσης συνίσταται στην συστολή και επομένως στη μείωση του μεγέθους των χρωμοσωμάτων. Αυτό συμβαίνει λόγω της περιέλιξης των ινών χρωματίνης, παράγοντας πιο εύκολα μετατοπίσιμες δομές (μιτωτικά χρωμοσώματα).

Τα χρωμοσώματα που έχουν προηγουμένως αντιγραφεί κατά τη διάρκεια της περιόδου S του κυτταρικού κύκλου, αποκτούν μια εμφάνιση διπλού νήματος, αποκαλούμενα χρωματοειδή αδελφή, τα εν λόγω νημάτια συγκρατούνται μεταξύ τους μέσω μιας περιοχής που ονομάζεται κεντρομερές. Σε αυτή τη φάση επίσης εξαφανίζονται τα πυρηνικά.

Σχηματισμός της μιτωτικής ατράκτου

Κατά τη διάρκεια της προφανούς φάσης, σχηματίζεται ο μιτωτικός άξονας, που αποτελείται από μικροσωληνάρια και πρωτεΐνες που αποτελούν ένα σύνολο ινών.

Καθώς σχηματίζεται η άτρακτος, θα αποσυναρμολόγηση του κυτταροσκελετού των μικροσωληνίσκων (αδρανοποιώντας πρωτεΐνες διατηρούν τη δομή τους), παρέχοντας το απαραίτητο υλικό για τον σχηματισμό του αναφερμένου μιτωτικής ατράκτου.

Το κεντρόσωμα (ένα οργανίδιο χωρίς μεμβράνη, λειτουργικό στον κυτταρικό κύκλο), το οποίο αντιγράφεται στη διεπαφή, δρα ως μονάδα συναρμολόγησης των μικροσωληνίσκων της ατράκτου. Σε ζωικά κύτταρα, το κεντρόσωμα έχει ένα ζευγάρι centrioles στο κέντρο. αλλά αυτά απουσιάζουν στα περισσότερα φυτικά κύτταρα.

Τα διπλοεπεξεργασμένα κεντροσώματα αρχίζουν να διαχωρίζονται το ένα από το άλλο, ενώ οι μικροσωληνίσκοι του άξονα συναρμολογούνται σε καθένα από αυτά, αρχίζοντας να μεταναστεύουν προς τα αντίθετα άκρα του κυττάρου.

Στο τέλος της προφανούς, ξεκινά η ρήξη του πυρηνικού φακέλου, που συμβαίνει σε ξεχωριστές διαδικασίες: την αποσυναρμολόγηση του πυρηνικού πόρου, την πυρηνική πλάκα και τις πυρηνικές μεμβράνες. Αυτό το σπάσιμο επιτρέπει στον μιτωτικό άξονα και στα χρωμοσώματα να αρχίσουν να αλληλεπιδρούν.

Prometaphase

Σε αυτό το στάδιο, ο πυρηνικός φάκελος έχει κατακερματιστεί εντελώς, οπότε οι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου εισβάλλουν στην περιοχή αυτή, αλληλεπιδρώντας με τα χρωμοσώματα. Τα δύο κεντροσώματα έχουν διαχωριστεί, το καθένα τοποθετημένο στους πόλους της μιτωτικής ατράκτου, στα αντίθετα άκρα των κυττάρων.

Τώρα, οι μιτωτικοί μικροσωληνίσκων της ατράκτου περιλαμβάνει (που εκτείνεται από κάθε κεντροσωμάτων προς το κέντρο του κυττάρου), κεντροσωμάτια, και ένα ζεύγος asters (δομές με μικρή ακτινική κατανομή των μικροσωληνίσκων, που αναπτύσσουν από κάθε κεντροσωμάτων).

Τα χρωματοειδή ανέπτυξαν το καθένα, μια εξειδικευμένη πρωτεϊνική δομή, που ονομάζεται κινοτόριο, που βρίσκεται στο κεντρομερές. Αυτά τα kinetochores βρίσκονται σε αντίθετες κατευθύνσεις και μερικοί μικροσωληνίσκοι, που ονομάζονται μικροσωληνάρια kinetochore, προσκολλώνται σε αυτά..

Αυτοί οι μικροσωληνίσκοι που συνδέονται με το kinetochore αρχίζουν να κινούνται στο χρωμόσωμα από το τέλος του οποίου επεκτείνονται. μερικοί από έναν πόλο και άλλοι από τον αντίθετο πόλο. Αυτό δημιουργεί ένα φαινόμενο "έλξης και συρρίκνωσης" που, όταν σταθεροποιηθεί, επιτρέπει στο χρωμόσωμα να καταλήξει μεταξύ των άκρων του κυττάρου.

Μεταφάσης

Στη μεταφάση, τα κεντροσώματα εντοπίζονται στα αντίθετα άκρα των κυττάρων. Ο άξονας δείχνει μια σαφή δομή, στο κέντρο της οποίας βρίσκονται τα χρωμοσώματα. Τα κεντρομερή των εν λόγω χρωμοσωμάτων στερεώνονται στις ίνες και ευθυγραμμίζονται σε ένα φανταστικό επίπεδο που ονομάζεται πλάκα μετάφασης.

Τα kinetochores των χρωματοειδών εξακολουθούν να συνδέονται με τους μικροσωληνίσκους kinetochore. Οι μικροσωληνίσκοι που δεν προσκολλώνται στα kinetochores και εκτείνονται από τους αντίθετους πόλους της ατράκτου, αλληλεπιδρούν τώρα μεταξύ τους. Σε αυτό το σημείο οι μικροσωληνίσκοι από τους αστρείς έρχονται σε επαφή με τη μεμβράνη πλάσματος.

Αυτή η ανάπτυξη και αλληλεπίδραση των μικροσωληνίσκων, ολοκληρώνει τη δομή της μιτωτικής ατράκτου και της δίνει μια εμφάνιση "κλουβί πουλιών"..

Μορφολογικά, αυτή η φάση είναι αυτή που εμφανίζει λιγότερες αλλαγές, επομένως θεωρήθηκε ως φάση ανάπαυσης. Ωστόσο, αν και δεν είναι εύκολα αντιληπτές, συμβαίνουν πολλές σημαντικές διεργασίες σε αυτό, καθώς είναι και το μακρύτερο στάδιο της μίτωσης..

Αναφορά

Κατά την αναφάση, κάθε ζεύγος χρωματοειδών αρχίζει να διαχωρίζεται (απενεργοποιώντας τις πρωτεΐνες που τα συγκρατούν μαζί). Τα χωρισμένα χρωμοσώματα κινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου.

Αυτή η κίνηση μετανάστευσης οφείλεται στη συντόμευση των μικροσωληνίσκων kinetochore, δημιουργώντας ένα φαινόμενο "έλξης" που προκαλεί τη μετακίνηση κάθε χρωμοσώματος από το κεντρομερές του. Ανάλογα με τη θέση του κεντρομερούς στο χρωμόσωμα, μπορεί να πάρει μια συγκεκριμένη μορφή ως V ή J κατά τη μετατόπισή του..

Μικροσωληνίσκων δεν συνδέεται με κινητοχώρου μεγένθυνση και επιμήκη με κόλλα τουμπουλίνης (πρωτεΐνης) και με τη δράση των πρωτεϊνών με κινητήρα που κινούνται πάνω τους, επιτρέποντας την επαφή μεταξύ αυτών των στάσεων. Καθώς απομακρύνεστε από τον άλλον, οι άξονα πόλους κάνει πάρα πολύ, επιμηκύνοντας το κελί.

Στο τέλος αυτής της φάσης, ομάδες χρωμοσωμάτων βρίσκονται στα αντίθετα άκρα της μιτωτικής ατράκτου, έτσι ώστε κάθε άκρο του κυττάρου να παραμένει με ένα πλήρες και ισοδύναμο σύνολο χρωμοσωμάτων..

Telophase

Το Telophase είναι η τελευταία φάση του πυρηνικού τμήματος. Οι μικροσωληνίσκοι kinetochore αποσυντίθενται ενώ οι πολικοί μικροσωληνίσκοι επιμηκύνονται περαιτέρω.

Η πυρηνική μεμβράνη αρχίζει να σχηματίζεται γύρω από κάθε σειρά χρωμοσωμάτων, χρησιμοποιώντας τα πυρηνικά περιβλήματα του προγονικού κυττάρου, τα οποία ήταν σαν κυστίδια στο κυτταρόπλασμα.

Σε αυτό το στάδιο, τα χρωμοσώματα που βρίσκονται στους κυτταρικούς πόλους, είναι πλήρως αποσυμπυκνωμένα λόγω της αποφωσφορυλίωσης των μορίων της ιστόνης (Η1). Ο σχηματισμός των στοιχείων της πυρηνικής μεμβράνης κατευθύνεται από διάφορους μηχανισμούς.

Κατά τη διάρκεια της αναφάσης, πολλές από τις φωσφορυλιωμένες πρωτεΐνες στην προφασία αποφωσφορυλιώθηκαν. Αυτό επιτρέπει ότι στην αρχή της τελοφώσεως, τα πυρηνικά κυστίδια αρχίζουν να επανασυναρμολογούνται, συνδυάζοντας με την επιφάνεια των χρωμοσωμάτων.

Από την άλλη πλευρά, ο πυρηνικός πόρος επανασυναρμολογείται επιτρέποντας την άντληση πυρηνικών πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες των πυρηνικών στρωμάτων αποφωσφορυλιώνονται, επιτρέποντάς τους να συνδεθούν και πάλι, για να ολοκληρωθεί ο σχηματισμός του εν λόγω πυρηνικού ελάσματος.

Τέλος, μετά από τα χρωμοσώματα είναι εντελώς descondensados, σύνθεση RNA επανεκκινείται, σχηματίζοντας ξανά πυρήνια και ολοκληρώνοντας έτσι το σχηματισμό νέων μεσόφασης πυρήνες των θυγατρικών κυττάρων.

Κυτοκίνη

Κυτοκίνηση λαμβάνεται ως χωριστή περίπτωση πυρηνικών διαίρεσης, και συνήθως σε τυπικά κύτταρα, η διαδικασία κυτταροπλασματική διαίρεση συνοδεύει κάθε μίτωση, ξεκινώντας από ανάφαση. Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι σε ορισμένες έμβρυα, πολλαπλές πυρηνικές διαιρέσεις συμβεί πριν από την κυτταροπλασματική διαίρεση.

Η διαδικασία ξεκινά με την εμφάνιση μιας αυλάκωσης ή αυλάκωσης που σημειώνεται στο επίπεδο της πλάκας μετάφασης, εξασφαλίζοντας ότι η διαίρεση συμβαίνει μεταξύ ομάδων χρωμοσωμάτων. Ο τόπος της σχισμής υποδεικνύεται ειδικά από τον μιτωτικό άξονα, τους μικροσωληνίσκους των αστρών.

Στην υποδοχή που σημειώνονται είναι μια σειρά από μικρονημάτια σε ένα δαχτυλίδι που αντιμετωπίζει η κυτταροπλασματική πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης, που αποτελείται κυρίως από ακτίνη και μυοσίνη. Αυτές οι πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους επιτρέποντας συστολή δακτυλίου γύρω από το αυλάκι.

Αυτή η συστολή δημιουργείται από την ολίσθηση των νηματίων αυτών των πρωτεϊνών, όταν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με τον ίδιο τρόπο όπως για παράδειγμα στους μυϊκούς ιστούς.

συστολή δακτυλίου βαθαίνει ασκώντας μια επίδραση του «τσίμπημα» τελικά διαιρείται με το μητρικό κύτταρο, επιτρέποντας τον διαχωρισμό των θυγατρικών κυττάρων, με κυτταροπλασματικές περιεχόμενό τους αναπτυσσόμενες.

Κυτοκίνες σε φυτικά κύτταρα

Τα φυτικά κύτταρα έχουν κυτταρικό τοίχωμα, οπότε η διαδικασία κυτταροπλασματικής διαίρεσης τους είναι διαφορετική από εκείνη που περιγράφηκε προηγουμένως και ξεκινά από τελοφαίρεση.

Ο σχηματισμός ενός νέου κυτταρικού τοιχώματος αρχίζει να συγκεντρώσει υπολειμματικό μικροσωληνίσκων της ατράκτου, που αποτελούν fragmoplasto. Αυτή η κυλινδρική δομή σχηματίζεται από δύο σύνολα των μικροσωληνίσκων που είναι συνδεδεμένα στα άκρα τους, και των οποίων θετικών πόλων είναι ενσωματωμένα σε έναν ηλεκτρονικό πίνακα στο ισημερινό επίπεδο.

Ένα μικρό κυστίδια από τη συσκευή Golgi, γεμάτη με προδρόμους κυτταρικού τοιχώματος, κινούνται μέσω μικροσωληνίσκους fragmoplasto με το ισημερινό περιοχή, συνδυάζοντας για να σχηματίσει μία πλάκα κυττάρου. Το περιεχόμενο των κυστιδίων είναι διαχωρισμένο σε αυτήν την πλάκα καθώς μεγαλώνει.

Η εν λόγω πλάκα αναπτύσσεται συγχωνεύοντας με την μεμβράνη πλάσματος κατά μήκος της κυψελοειδούς περιμέτρου. Αυτό συμβαίνει εξαιτίας της σταθερής αναδιάταξης των μικροσωληνίσκων του θραυσματοποιητή στην περιφέρεια της πλάκας, επιτρέποντας σε περισσότερα κυστίδια να κινηθούν προς αυτό το επίπεδο και να αδειάσουν τα περιεχόμενά τους.

Με αυτόν τον τρόπο, εμφανίζεται ο κυτταροπλασματικός διαχωρισμός των θυγατρικών κυττάρων. Τελικά το περιεχόμενο της κυτταρικής πλάκας μαζί με τις μικροΐνες κυτταρίνης μέσα σε αυτήν, επιτρέπει να ολοκληρωθεί ο σχηματισμός του νέου κυτταρικού τοιχώματος.

Λειτουργίες

Η μίτωση είναι ένας μηχανισμός διαίρεσης στα κύτταρα και αποτελεί μέρος μιας από τις φάσεις του κυτταρικού κύκλου σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Με έναν απλό τρόπο, μπορούμε να πούμε ότι η κύρια λειτουργία αυτής της διαδικασίας είναι η αναπαραγωγή ενός κελιού σε δύο θυγατρικά κύτταρα.

Για να μονοκύτταροι οργανισμοί, κυτταρική διαίρεση σημαίνει την δημιουργία νέων ατόμων ενώ πολυκύτταρους οργανισμούς για τη διαδικασία αυτή είναι μέρος της ανάπτυξης και τη σωστή λειτουργία του συνόλου του οργανισμού (κυτταρική διαίρεση παράγει ανάπτυξη και συντήρηση των δομών των ιστών).

Η διαδικασία της μίτωσης ενεργοποιείται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του οργανισμού. Στα θηλαστικά, για παράδειγμα, τα ερυθροκύτταρα (ερυθροκύτταρα) αρχίζουν να διαιρούνται σχηματίζοντας περισσότερα κύτταρα, όταν το σώμα χρειάζεται καλύτερη πρόσληψη οξυγόνου. Παρομοίως, τα λευκά αιμοσφαίρια (λευκοκύτταρα) αναπαράγονται όταν είναι απαραίτητο να καταπολεμήσουμε μια λοίμωξη.

Αντίθετα, μερικά εξειδικευμένα ζωικά κύτταρα, ουσιαστικά στερούνται της διαδικασίας μίτωσης ή είναι πολύ αργή. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα νευρικά κύτταρα και τα μυϊκά κύτταρα).

Γενικά, είναι κύτταρα που αποτελούν μέρος του συνδετικού και δομικού ιστού του οργανισμού και των οποίων η αναπαραγωγή είναι απαραίτητη μόνο όταν κάποια κύτταρα έχουν κάποιο ελάττωμα ή φθορά και πρέπει να αντικατασταθούν.

Ρύθμιση κυτταρικής ανάπτυξης και διαίρεσης.

Το σύστημα ελέγχου της ανάπτυξης και της κυτταρικής διαίρεσης είναι πολύ πιο πολύπλοκο στους πολυκύτταρους οργανισμούς απ 'ό, τι στους μονοκύτταρους οργανισμούς. Στην τελευταία, η αναπαραγωγή περιορίζεται βασικά από τη διαθεσιμότητα πόρων.

Στα ζωικά κύτταρα, η διαίρεση διακόπτεται μέχρι να υπάρξει ένα θετικό σήμα που ενεργοποιεί αυτή τη διαδικασία. Αυτή η ενεργοποίηση έρχεται με τη μορφή χημικών σημάτων από γειτονικά κύτταρα. Αυτό επιτρέπει την αποφυγή της απεριόριστης ανάπτυξης ιστών και την αναπαραγωγή ελαττωματικών κυττάρων που μπορεί να βλάψει σοβαρά τη ζωή του οργανισμού.

Ένας από τους μηχανισμούς που ελέγχουν την κυτταρική διαίρεση είναι απόπτωση, όπου πεθαίνει ένα κύτταρο (για την παραγωγή ορισμένων πρωτεϊνών που ενεργοποιούν την αυτο-καταστροφή) εάν παρουσιάζει σημαντική ζημιά ή έχει μολυνθεί με έναν ιό.

Υπάρχει επίσης η ρύθμιση της κυτταρικής ανάπτυξης μέσω της αναστολής αυξητικών παραγόντων (όπως πρωτεϊνών). Έτσι, τα κύτταρα παραμένουν στη διεπαφή, χωρίς να προχωρήσουν στη φάση Μ του κυτταρικού κύκλου.

Οργανισμοί που το εκτελούν

Η διαδικασία της μίτωσης διεξάγεται στη συντριπτική πλειονότητα των ευκαρυωτικών κυττάρων, από μονοκύτταρους οργανισμούς όπως ζυμομύκητες, χρησιμοποιώντας το ως ασεξουαλική διαδικασία αναπαραγωγής σε πολύπλοκες πολυκύτταρους οργανισμούς όπως τα φυτά και τα ζώα.

Αν και γενικά, ο κυτταρικός κύκλος είναι ο ίδιος για όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα, υπάρχουν αξιοσημείωτες διαφορές μεταξύ μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών. Στην πρώτη, η ανάπτυξη και η διαίρεση των κυττάρων ευνοείται από τη φυσική επιλογή. Σε πολυκύτταρους οργανισμούς, ο πολλαπλασιασμός περιορίζεται από αυστηρούς μηχανισμούς ελέγχου.

Στους μονοκύτταρους οργανισμούς η αναπαραγωγή γίνεται με επιταχυνόμενο τρόπο, καθώς ο κυτταρικός κύκλος λειτουργεί συνεχώς και τα θυγατρικά κύτταρα ξεκινούν γρήγορα προς μίτωση για να συνεχίσουν με αυτόν τον κύκλο. Ενώ τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να αναπτυχθούν και να χωριστούν.

Υπάρχουν επίσης κάποιες διαφορές μεταξύ των μιτωτικών διεργασιών φυτικών και ζωικών κυττάρων, όπως σε μερικές από τις φάσεις αυτής της διαδικασίας, ωστόσο, κατ 'αρχήν, ο μηχανισμός λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο σε αυτούς τους οργανισμούς.

Κατανομή κυττάρων σε προκαρυωτικά κύτταρα

Γενικά, τα προκαρυωτικά κύτταρα αναπτύσσονται και διαιρούνται με ταχύτερο ρυθμό από τα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Οργανισμοί με (συνήθως μονοκύτταρο ή πολυκύτταρο σε ορισμένες περιπτώσεις) προκαρυώτες στερούνται μιας πυρηνικής μεμβράνης για την απομόνωση του γενετικού υλικού σε ένα πυρήνα, έτσι ώστε να διασπείρεται στο κύτταρο, σε μια περιοχή που ονομάζεται πυρηνοειδή. Αυτά τα κύτταρα έχουν κυκλικό κύριο χρωμόσωμα.

Η κυτταρική διαίρεση σε αυτούς τους οργανισμούς είναι τότε πολύ πιο άμεση από ότι στα ευκαρυωτικά κύτταρα, χωρίς τον περιγραφόμενο μηχανισμό (μίτωση). Σε αυτά η αναπαραγωγή διεξάγεται με μια διαδικασία που ονομάζεται δυαδική σχάση, όπου η αντιγραφή του DNA αρχίζει σε μια συγκεκριμένη θέση του κυκλικού χρωμοσώματος (αρχή του αναδιπλασιασμού ή OriC).

Στη συνέχεια σχηματίζονται δύο καταγωγές που μεταναστεύουν σε αντίθετες πλευρές του κυττάρου καθώς λαμβάνει χώρα αναπαραγωγή και το κύτταρο εκτείνεται σε διπλάσιο μέγεθος. Στο τέλος της αντιγραφής, η κυτταρική μεμβράνη αναπτύσσεται στο κυτταρόπλασμα, διαιρώντας το προγονικό κύτταρο σε δύο κόρες με το ίδιο γενετικό υλικό.

Εξέλιξη της μίτωσης

Η εξέλιξη των ευκαρυωτικών κυττάρων έφερε μαζί της την αύξηση της πολυπλοκότητας στο γονιδίωμα. Αυτό συνεπάγεται την ανάπτυξη πιο περίπλοκων μηχανισμών διαίρεσης.

Τι προηγήθηκε της μίτωσης?

Υπάρχουν υποθέσεις που δηλώνουν ότι η βακτηριακή διαίρεση είναι ο μηχανισμός που προηγήθηκε της μίτωσης. Βρέθηκαν ορισμένη σχέση μεταξύ των πρωτεϊνών που συνδέονται με δυαδική σχάση (τα οποία μπορεί να είναι οι θέσεις αγκίστρωσης χρωμοσώματος ειδικές κόρες μεμβράνης πλάσματος) με τουμπουλίνη και ακτίνη σε ευκαρυωτικά κύτταρα.

Ορισμένες μελέτες επισημαίνουν ορισμένες ιδιαιτερότητες στη διαίρεση των σύγχρονων μονόκεντρων αντιισσών. Σε αυτές, η πυρηνική μεμβράνη παραμένει άθικτη κατά τη διάρκεια της μίτωσης. Τα αναδιπλασιαζόμενα χρωμοσώματα παραμένουν αγκυροβολημένα σε ορισμένες θέσεις αυτής της μεμβράνης, διαχωρίζοντας όταν ο πυρήνας αρχίζει να τεντώνεται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης.

Αυτό δείχνει κάποια σύμπτωση με τη διαδικασία της δυαδικής σχάσης, όπου τα αναδιπλασιαζόμενα χρωμοσώματα προσκολλώνται σε ορισμένα σημεία της κυτταρικής μεμβράνης. Η υπόθεση στη συνέχεια δηλώνει ότι οι protists που παρουσιάζουν αυτή την ποιότητα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής τους διαίρεσης θα μπορούσαν να διατηρήσουν αυτό το χαρακτηριστικό ενός προκαρυωτικού κυττάρου προγόνων.

Προς το παρόν, δεν έχουν ακόμη αναπτύξει εξηγήσεις γιατί σε ευκαρυωτικά κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών είναι απαραίτητη η πυρηνική μεμβράνη αποσυντίθεται κατά την κυτταρική διαίρεση.

Αναφορές

1. Albarracín, Α., & Telulon, Α. Α. (1993). Cell Θεωρία τον δέκατο ένατο αιώνα. Εκδόσεις AKAL.
2. Alberts, Β, Johnson, Α, Lewis, J., Raff, Μ, Roberth, Κ, & Walter, Ρ (2008). Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου. Garland Science, Taylor και Francis Group.
3. Campbell, Ν., & Reece, J. (2005). Βιολογία 7^th έκδοση, AP.
4. Griffiths, Α. J., Lewontin, R.C., Miller, J.H., & Suzuki, D.T. (1992). Εισαγωγή στη γενετική ανάλυση. McGraw-Hill Interamericana.
5. Karp, G. (2009). Κυτταρική και μοριακή βιολογία: έννοιες και πειράματα. John Wiley & Sons.
6. Lodish, H., Darnell, J. Ε, Berk, Α, Kaiser, C.A., Krieger, Μ, Scott, Μ.Ρ., & Matsudaira, Ρ (2008). Βιολογία των μοριακών κυττάρων. Macmillan.
7. Segura-Valdez, L. Μ D., Gomez-Cruz, S. D. J., Lopez-Cruz, R., Zavala, G., & Jimenez-Garcia, L. F. (2008). Οπτικοποίηση της μίτωσης με το μικροσκόπιο ατομικής δύναμης. ΣΥΜΒΟΥΛΗ Περιοδικό εξειδικευμένο στις χημικές-βιολογικές επιστήμες, 11 (2), 87-90.