Mitose -fasen, kenmerken, functies en organismen

De mitose Het is een celdelingsproces, waarbij een cel genetisch identieke dochtercellen produceert; Voor elke cel worden twee "dochters" gegenereerd met dezelfde chromosomale belasting. Deze verdeling wordt uitgevoerd in de somatische cellen van eukaryotische organismen.

Dit proces is een van de fasen van de celcyclus van eukaryotische organismen, die in 4 fasen worden begrepen: S (DNA -synthese), M (celdeling), G1 en G2 (tussenliggende fasen waar mRNA's en eiwitten optreden). Samen worden fasen G1, G2 en S beschouwd als een interface. De nucleaire en cytoplasmatische divisie (mitosis en cytokinese) vormen de laatste fase van de celcyclus.

Mydosis -overzicht. Bron: ViewApRabha [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Op moleculair niveau wordt myitose geïnitieerd door de activering van een kinase (eiwit) genaamd MPF (rijpingsfactor) en de daaruit voortvloeiende fosforylering van een significant aantal celcomponentencomponenten. Dit laatste kan de cel de morfologische veranderingen presenteren die nodig zijn om het delingsproces uit te voeren.

Mitose is een aseksueel proces, omdat de voorlopercel en zijn dochters exact dezelfde genetische informatie hebben. Deze cellen staan ​​bekend als diploïde door de volledige chromosomale belasting te dragen (2n).

Meiosis daarentegen is het proces van celdeling dat resulteert in seksuele reproductie. In dit proces repliceert een diploïde stamcel zijn chromosomen en verdeelt vervolgens twee keer achter elkaar (zonder de genetische informatie te repliceren). Ten slotte worden 4 dochtercellen gegenereerd met slechts de helft van de chromosomale belasting, die haploïden worden genoemd (n).

[TOC]

Algemeenheden van mitose

Mitose in eencellige organismen produceert in het algemeen dochtercellen die erg vergelijkbaar zijn met zijn ouders. Tijdens de ontwikkeling van meercellige wezens daarentegen kan dit proces twee cellen veroorzaken met enkele verschillende kenmerken (ondanks dat het genetisch identiek is).

Deze celdifferentiatie geeft aanleiding tot de verschillende celtypen die de meercellige organismen vormen.

Tijdens het leven van een organisme treedt de celcyclus continu voor, en vormt voortdurend nieuwe cellen die op hun beurt groeien en zich voorbereiden om zich te verdelen door myitose.

Cellulaire groei en verdeling worden gereguleerd door mechanismen, zoals apoptose (geprogrammeerde celdood), die het mogelijk maken een evenwicht te behouden, waardoor overtollige groei van weefsels wordt vermeden. Op deze manier wordt ervoor gezorgd dat defecte cellen worden vervangen door nieuwe cellen, volgens de vereisten en behoeften van het organisme.

Welke relevantie heeft dit proces?

Het vermogen om zich te reproduceren is een van de belangrijkste kenmerken van alle organismen (van eencellig tot multicellulair) en de cellen die het samenstellen. Deze kwaliteit maakt het mogelijk om de continuïteit van uw genetische informatie te waarborgen.

Het begrip van de processen van mitose en meiose heeft een fundamentele rol gespeeld bij het begrijpen van de intrigerende celkenmerken van organismen. Bijvoorbeeld, de eigenschap om het aantal chromosomen te houden van de ene cel naar de andere binnen een individu, en tussen individuen van dezelfde soort.

Wanneer we een soort snit of wond in onze huid lijden, zien we hoe binnen enkele dagen de beschadigde huid wordt hersteld. Dit gebeurt dankzij het myitose -proces.

Fasen en zijn kenmerken

Over het algemeen volgt mythose dezelfde processequentie (fasen) in alle eukaryotische cellen. In deze fasen komen veel morfologische veranderingen op in de cel. Onder hen de condensatie van de chromosomen, breuk van het nucleaire membraan, scheiding van de cel van de extracellulaire matrix en andere cellen, en de verdeling van het cytoplasma.

In sommige gevallen worden de nucleaire divisie en cytoplasmatische verdeling beschouwd als verschillende fasen (respectievelijk mitose en cytokinese)).

Voor een beter onderzoek en begrip van het proces zijn zes (6) fasen aangeduid, genaamd: propase, beloofde, metafase, anafase en telofase, en cytokinese als een zesde fase beschouwen, die zich tijdens anafase begint te ontwikkelen.

Telophase is de laatste fase van mitose. Genomen van https: // commons.Wikimedia.Org/wiki/bestand: mitosepanel.JPG. Via Wikimedia Commons

Deze fasen zijn onderzocht sinds de negentiende eeuw door de lichtmicroscoop, dus vandaag zijn ze gemakkelijk te herkenbaar volgens de morfologische kenmerken van de cel, zoals chromosomale condensatie, en de vorming van de mitotische spindel.

Profet

Profet. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], van Wikimedia Commons

Profase is de eerste zichtbare manifestatie van celdeling. In deze fase ziet u het uiterlijk van chromosomen als onderscheidbare vormen, vanwege de progressieve verdichting van chromatine. Deze condensatie van chromosomen begint met de fosforylering van Histona H1 -moleculen door de MPF -kinase.

Het condensatieproces bestaat uit samentrekking en daarom de vermindering van de grootte van de chromosomen. Dit gebeurt als gevolg van het rollen van chromatinevezels, waardoor gemakkelijker te ontspiegelende structuren worden geproduceerd (mitotische chromosomen).

De chromosomen die eerder zijn gedupliceerd tijdens de periode van de celcyclus, verwerven een dubbele gloeidraad, genaamd zusterchromatiden, deze filamenten blijven verenigd via een regio genaamd Centromero. In deze fase verdwijnen de nucleoli ook.

Het kan u van dienst zijn: Cromafin -cellen: kenmerken, histologie, functies

Mitotische spindelvorming

Door silvia3 [gfdl (http: // www.GNU.Org/copyleft/fdl.html) of cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], van Wikimedia Commons

Tijdens de profase wordt de mitotische spindel gevormd, bestaande uit microtubuli en eiwitten die een set vezels vormen.

Naarmate de spindel wordt gevormd, zijn de microtubuli van het cytoskelet (door deactivering van de eiwitten die hun structuur behouden) gedeassembleerd, waardoor het noodzakelijke materiaal voor de vorming van genoemde mitotische spindel wordt.

De centra (een organel zonder membraan, functioneel in de celcyclus), dupliceren in de interface, werken als de assemblage -eenheid van de microtubuli van de spil. In diercellen heeft de centrering in het midden een paar centriolen; Maar deze zijn afwezig in de meeste plantencellen.

Dubbele centra beginnen ze de ene van de andere te scheiden, terwijl de microtubuli van de spil in elk van hen worden geassembleerd, beginnend te migreren naar de tegenovergestelde uiteinden van de cel.

Aan het einde van de profase begint de breuk van de nucleaire verpakking, die zich voordoet in afzonderlijke processen: de MAS -verval van de nucleaire porie, het nucleaire blad en de nucleaire membranen. Met deze pauze kunnen mitotische spindel en chromosomen beginnen te communiceren.

Belofte

Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

In dit stadium is de nucleaire envelop volledig gefragmenteerd, dus de microtubuli van de spindel vallen dit gebied binnen, interactie met chromosomen. De twee centra zijn gescheiden, elk in de polen van de mitotische spil, in de tegenovergestelde uitersten van de cellen.

Nu omvat de mitotische spindel de microtubuli (die zich uitstrekken van elk centreren tot het midden van de cel), de centra en een paar osteres (structuren met radiale verdeling van korte microtubuli, die uit elke centrering worden ingezet).

De chromatiden ontwikkelden elk, een gespecialiseerde eiwitstructuur, cinetocoro genaamd, gelegen in de centromeer. Deze Knetocoros bevinden zich in tegenovergestelde richtingen en sommige microtubuli worden gehecht, genaamd Microtubuli's of Cinnetocoro.

Deze microtubuli bevestigd aan Cinetocoro beginnen het chromosoom te verplaatsen vanaf het uiteinde waarvan ze zich uitstrekken; Sommigen van een paal en anderen van de tegenovergestelde pool. Dit creëert een "trek- en krimp" -effect dat bij het stabiliseren het chromosoom kan eindigen tussen de uiteinden van de cel.

Metafase

Chromosomen uitgelijnd in de equatoriale plaat van de cel tijdens de mythische metafase

In metafase bevinden de centra zich aan de tegenovergestelde uiteinden van de cellen. De spindel toont een duidelijke structuur, in wiens midden de chromosomen zich bevinden. De centromeren van deze chromosomen worden vastgesteld aan de vezels en uitgelijnd in een denkbeeldig vlak dat metafasische plaque wordt genoemd.

Chromatide cipnetocoros blijven bevestigd aan de microtubuli van de cinetocoro. Microtubuli die zich niet hechten aan Knetocoros en zich uitstrekken van tegengestelde polen van de spil, interageren nu met elkaar. Op dit punt zijn de microtubuli van de osteres in contact met het plasmamembraan.

Deze groei en interactie van microtubuli, voltooit de structuur van de mitotische spindel en geeft een "vogelkooi" uit het uiterlijk.

Morfologisch gezien is deze fase degene die minder veranderingen lijkt, dus werd het als een rustfase beschouwd. Hoewel ze niet gemakkelijk kunnen waarderen, komen er veel belangrijke processen in, naast het langste stadium van mitose.

Anafase

Bron: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], van Wikimedia Commons

Tijdens de anafase begint elk paar chromatiden te scheiden (door de inactivering van de eiwitten die ze bij elkaar houden). Scheiden chromosomen bewegen naar tegenovergestelde uiteinden van de cel.

Deze migratiebeweging is te wijten aan het feit dat de microtubuli van de Catocoro de Acortan, waardoor een "pull" -effect wordt gegenereerd waardoor elke chromosoom van zijn centromero wordt bewogen,. Afhankelijk van de locatie van het centromere in het chromosoom, kan het tijdens zijn verplaatsing een bepaalde vorm zoals V of J aannemen.

De microtubuli hielden zich niet aan de Knetocoro, groeien en verlengen door tubuline -adhesie (eiwit) en door de werking van motorische eiwitten die erop bewegen, waardoor het contact ertussen kan stoppen. Terwijl ze van elkaar weggaan, doen spindelpalen het ook, waardoor de cel wordt verlengd.

Aan het einde van deze fase bevinden de chromosomengroepen zich aan de tegenovergestelde uiteinden van de mitotische spindel, dus elk uiteinde van de cel bevindt zich met een complete en equivalente set chromosomen.

Telofase

Telofase. Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Telophase is de laatste fase van de nucleaire divisie. Cinetocoro -microtubuli uiteenvallen terwijl polaire microtubuli verder worden verlengd.

Het nucleaire membraan begint zich te vormen rond elk chromosomenspel, met behulp van de nucleaire wraps van de bovenliggende cel, die waren als cytoplasma blaasjes.

In dit stadium zijn de chromosomen die zich in de celpalen bevinden volledig ontmoedigd vanwege de defosforylering van histonmoleculen (H1). De vorming van de elementen van het nucleaire membraan wordt geleid door verschillende mechanismen.

Tijdens de anafase begonnen veel van de gefosforyleerde eiwitten te defosforileren in de profase. Dit maakt het begin van de telofase mogelijk, de nucleaire blaasjes beginnen opnieuw te assembleren, geassocieerd met het oppervlak van de chromosomen.

Kan u van dienst zijn: chondrocyten: kenmerken, histologie, functies, teelt

Aan de andere kant is de nucleaire porie opnieuw om het pompen van nucleaire eiwitten mogelijk te maken. Nucleaire lamina -eiwitten worden defosforyleerd, waardoor ze opnieuw kunnen worden geassocieerd, om de vorming van genoemde nucleaire lamina te voltooien.

Ten slotte, nadat de chromosomen volledig zijn ontmoedigd, wordt de synthese van RNA opnieuw gestart, waardoor de nucleolus opnieuw wordt gevormd en zo de vorming van de nieuwe interface -kernen van dochtercellen voltooid.

Cytokinese

Cytocinese wordt beschouwd als een gebeurtenis los van de nucleaire divisie, en meestal in typische cellen, hoort het cytoplasmatische divisieproces bij elke myitose, beginnend in anafase. Verschillende studies hebben aangetoond dat in sommige embryo's meerdere nucleaire divisies optreden vóór de cytoplasmatische verdeling.

Het proces begint met het verschijnen van een groef of gespleten die is gemarkeerd in het vlak van de metafasische plaque, waardoor de divisie plaatsvindt tussen de chromosomengroepen. De plaats van gespleten wordt specifiek aangegeven door de mitotische spil, de microtubuli van de Ásteres.

In de gemarkeerde gespleten zijn er een reeks microfilamenten die een ring vormen gericht op de cytoplasmatische zijde van het celmembraan, grotendeels samengesteld uit actine en myosine. Deze eiwitten interageren met elkaar waardoor de samentrekking van de ring rond de groef mogelijk is.

Deze samentrekking wordt gegenereerd door het glijden van de filamenten van deze eiwitten, wanneer ze met elkaar omgaan, op dezelfde manier als ze bijvoorbeeld in spierweefsels doen.

De samentrekking van de ring wordt verdiept door een "knijpt" -effect uit te oefenen dat uiteindelijk de oudercel verdeelt, waardoor de scheiding van dochtercellen mogelijk is, met zijn cytoplasmatische inhoud in de ontwikkeling.

Cytocinese in plantencellen

Plantencellen hebben een celwand, dus hun cytoplasmatische divisieproces verschilt van die eerder beschreven en begint in telofase.

De vorming van een nieuwe celwand begint de microtubuli van de resterende spil te assembleren, die de framoplast vormen. Deze cilindrische structuur wordt gevormd door twee microtubules -spellen die aan de uiteinden aansluiten, en waarvan de positieve polen zijn ingebed in een elektronische plaque in het equatoriale vlak.

Kleine blaasjes van het Golgi -apparaat, vol met voorlopers van de celwand, bewegen door de microtubuli van de framoplast naar het equatoriale gebied en combineert om een ​​cellaque te vormen. De inhoud van de blaasjes is gescheiden op deze plaat naarmate deze groeit.

Deze plaat groeit en fuseert met het plasmamembraan langs de celperimeter. Dit gebeurt vanwege de constante reorganisatie van de microtubuli van de framoplast in de periferie van de plaat, waardoor meer blaasjes naar dit vlak kunnen bewegen en de inhoud van het.

Op deze manier treedt de cytoplasmatische scheiding van dochtercellen voor. Ten slotte maakt het gehalte van de celplaat naast de cellulose -microvezels erin mogelijk, het mogelijk om de vorming van de nieuwe celwand te voltooien.

Functie

Mitose is een divisiemechanisme in cellen en maakt deel uit van een van de fasen van de celcyclus in eukaryoten. Op een eenvoudige manier kunnen we zeggen dat de belangrijkste functie van dit proces de reproductie is van een cel in twee dochtercellen.

Voor eencellige organismen betekent celdeling het genereren van nieuwe individuen, terwijl voor meercellige organismen dit proces deel uitmaakt van de groei en het correct functioneren van het volledige lichaam (de celdeling genereert de ontwikkeling van weefsels en onderhoud van structuren).

Het mythoseproces wordt geactiveerd volgens de vereisten van het organisme. Bij zoogdieren beginnen bijvoorbeeld rode bloedcellen (erytrocyten) meer cellen te verdelen, wanneer het lichaam een ​​betere zuurstofafvang nodig heeft. Evenzo reproduceren witte bloedcellen (leukocyten) wanneer het nodig is om een ​​infectie te bestrijden.

Sommige gespecialiseerde diercellen daarentegen missen praktisch het mitoseproces of zijn ze erg traag. Voorbeeld hiervan zijn zenuwcellen en spiercellen).

Over het algemeen zijn het cellen die deel uitmaken van het bind- en structurele weefsel van het organisme en wiens reproductie alleen nodig is wanneer een cel enig defect of verslechtering heeft en moet worden vervangen.

Groeiregulatie en celdeling.

Het celgroei- en celdelingssysteem is veel complexer in meercellige organismen dan in het eencellige. In het laatste geval wordt de reproductie in feite beperkt door de beschikbaarheid van middelen.

In diercellen wordt de deling vastgehouden totdat er een positief signaal is dat dit proces activeert. Deze activering komt in de vorm van chemische signalen van aangrenzende cellen. Dit maakt het mogelijk om onbeperkte groei van weefsels te voorkomen en de reproductie van defecte cellen, die het leven van het organisme ernstig kunnen schaden.

Kan u dienen: basaal membraan: kenmerken, structuur en functies

Een van de mechanismen die celvermenigvuldiging regelen, is apoptose, waarbij een cel sterft (vanwege de productie van bepaalde eiwitten die zelfvernietiging activeren) als het aanzienlijke schade heeft of wordt geïnfecteerd door een virus.

Er is ook de regulatie van celontwikkeling door de remming van groeifactoren (zoals eiwitten). Aldus blijven de cellen in het grensvlak, zonder door te gaan naar de M -fase van de celcyclus.

Organismen die het uitvoeren

Het mitoseproces wordt uitgevoerd in de overgrote meerderheid van eukaryotische cellen, van eencellige organismen zoals gist, die het gebruiken als een aseksueel reproductieproces, tot complexe meercellige organismen zoals planten en dieren en dieren.

Hoewel in het algemeen de celcyclus hetzelfde is voor alle eukaryotische cellen, zijn er opmerkelijke verschillen tussen eencellige en meercellige organismen. In het eerste wordt de groei en verdeling van cellen begunstigd door natuurlijke selectie. In meercellige organismen wordt proliferatie beperkt door strikte controlemechanismen.

Bij eencellige organismen treedt de reproductie op, omdat de celcyclus constant werkt en dochtercellen snel beginnen naar myitose om door te gaan met die cyclus. Terwijl de cellen van meercellige organismen aanzienlijk meer tijd kosten om te groeien en te verdelen.

Er zijn ook enkele verschillen tussen de mitotische processen van planten- en diercellen, zoals in sommige van de fasen van dit proces, maar in principe werkt het mechanisme op dezelfde manier in deze organismen.

Cellulaire verdeling in prokaryotische cellen

Prokaryotische cel

Over het algemeen groeien prokaryotische cellen en worden ze sneller verdeeld dan eukaryotische cellen.

Organismen met prokaryotische cellen (meestal eencellig of in sommige meercellige gevallen) missen een nucleair membraan dat het genetische materiaal in een kern isoleert, dus het is verspreid in de cel, in een gebied dat nucleoid wordt genoemd. Deze cellen hebben een hoofdcirculair chromosoom.

Celdeling in deze organismen is dan veel directer dan in eukaryotische cellen, zonder het beschreven mechanisme (mitose). Daarin wordt reproductie uitgevoerd door een proces dat binaire splijting wordt genoemd, waarbij DNA -replicatie begint in een specifieke cirkelvormige chromosoomplaats (oorsprong van replicatie of oric).

Er worden twee oorsprong gevormd die migreren naar tegenovergestelde zijden van de cel wanneer replicatie optreedt, en de cel strekt zich uit totdat deze twee keer zo groot is. Aan het einde van de replicatie groeit het celmembraan in het cytoplasma, waardoor de voorlopercel in twee dochters met hetzelfde genetische materiaal wordt gedeeld.

Evolutie van mitose

De evolutie van eukaryotische cellen bracht de toename van de complexiteit in het genoom met zich mee. Dit impliceerde de ontwikkeling van meer uitgebreide divisiemechanismen.

Wat voorafging aan de mitose?

Er zijn hypothesen die voorstellen dat bacteriële deling het voorgangersmechanisme van mitose is. Er is een bepaalde relatie gevonden tussen de eiwitten geassocieerd met binaire splijting (die kunnen zijn die de chromosomen verankeren naar specifieke plaatsen van het plasmamembraan van de dochters) met de tubuline en actine van de eukaryotische cellen.

Sommige studies duiden op bepaalde eigenaardigheden in de verdeling van moderne eencellige protisten. Daarin blijft het nucleaire membraan intact tijdens mitose. Repliceerde chromosomen blijven verankerd naar bepaalde plaatsen van dit membraan en scheiden wanneer de kern begint te strekken tijdens de celdeling.

Dit toont een bepaald toeval met het binaire splijtingsproces, waarbij gerepliceerde chromosomen worden bevestigd aan bepaalde plaatsen in het celmembraan. De hypothese stelt vervolgens voor dat de protisten die deze kwaliteit tijdens hun celdeling presenteren, dit kenmerk van een voorouderlijke cellulaire cel hadden kunnen behouden.

Momenteel zijn verklaringen van waarom eukaryotische cellen van meercellige organismen nog niet zijn ontwikkeld, het is noodzakelijk dat het nucleaire membraan tijdens het proces van celdeling uiteenstaat.

Referenties

1. Albarracín, a., & Telulón,. NAAR. (1993). Celtheorie in de negentiende eeuw. Akal -edities.
2. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, p. (2008). Biologie van de celmoleculair. Garland Science, Taylor en Francis Group.
3. Campbell, n., & Reece, j. (2005). Biologie 7^e Editie, AP.
4. Griffiths, een. J., Lewontin, r. C., Miller, J. H., & Suzuki, D. T. (1992). Inleiding tot genetische analyse. McGraw-Hill Inter-American.
5. Karp, g. (2009). Cel- en moleculaire biologie: concepten en experimenten. John Wiley & Sons.
6. Lodish, h., Darnell, J. EN., Berk, een., Kaiser, c. NAAR., Krieger, m., Scott, m. P., & Matsudaira, p. (2008). Molleculaire celbiologie. Macmillan.
7. Segura-Valdez, m. D. L., Cruz-Gómez, S. D. J., López-Cruz, r., Zavala, G., & Jiménez-García, l. F. (2008). Visualisatie van mitose met de atomaire krachtmicroscoop. Tip. Gespecialiseerd tijdschrift in Chemical-Biological Sciences, 11 (2), 87-90.