M Fazı: Hücre Döngüsünün Bu Fazında Ne Olur?

Hücreler, canlıların metabolik aktivite ve bir üreme aracı gibi tüm temel özelliklerini koruyan en indirgenemez varlıklar olan yaşamın temel birimleridir. Tıpkı tüm organizmaların doğum, olgunlaşma, üreme, yaşlanma ve ölüm gibi kendi yaşam döngüsü versiyonlarında ilerlemeleri gibi, tek tek hücrelerin kendi yaşam döngüleri vardır. Hücre döngüsü.

(Bazı canlıların, yalnızca tek bir hücreden oluştuğunu belirtmek gerekir, bu da "yaşam döngüsü" ve "hücre döngüsü"nü bu organizmalar için tamamen örtüşen önermeler haline getirir.)

Karmaşık organizmalardaki hücreler, içinde bulundukları canlılar kadar uzun yaşamazlar. Hücre yaşam döngüsü genellikle daha öngörülebilirdir ve oldukça karmaşık bir hayvanın yaşam yayından oldukça farklı bileşenlere ayrılması daha kolaydır.

Bu aşamalar şunları içerir: interfaz ve M fazı, her biri bir dizi alt aşama içerir. M fazı şunları kapsar: mitoz, yeni hücreler oluşturmak için hücrelerin aseksüel olarak çoğalma süreci.

En zorlu aktif bile volkanlar

Yeni oluşturulan hücre ilk hücreye girer. boşluk (G₁) evretüm hücre içeriğinin (örneğin, mitokondri, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı ve diğer organeller) kromozomlar hariç çoğaltılır.

müteakip olarak sentez (S) aşaması, hücrenin tüm kromozomları - insanlarda 46 tane vardır - kopyalanır (veya çoğaltılmış, biyokimya dilini kullanmak için).

Saniyede boşluk (G₂) evre, hücre kendi üzerinde bir kalite kontrol gerçekleştirir, çoğaltılan içeriği hatalara karşı tarar ve gerekli düzeltmeleri yapar. Hücre daha sonra M fazı.

• Karaciğer gibi çoğalma ve devrin düşük olduğu dokulardaki bazı hücreler, etiketli bir fazda uzun zaman geçirirler. G₀, mitoz tamamlandıktan hemen sonra meydana gelen tipik döngüden bu "kapalı rampa" ile.

İnterfaz sırasında hücre, bölünmek için ihtiyaç duyduğu boyuta büyür ve yol boyunca farklı adımlarda çeşitli öğelerinin kopyalarını oluşturur. G'nin sonu₁ faz, G olarak adlandırılan şeyi işaretleyen bir protein tarafından işaretlenir.₁ kontrol noktası.

benzer bir G₂ kontrol noktası M aşamasının başlangıcını işaretler. S yok₁ Ancak kontrol noktası. Bazı hücrelerde S fazı doğrudan M fazına geçer.

Hücre, programlanmış bir G'de çalışmasını kontrol etmek için zaman harcamadığında₂ M fazından doğrudan önce gelen olay, S fazındaki DNA replikasyonudur (kromozomların replikasyonu). Aksi takdirde, bir G₂ Değişen uzunluktaki faz, hücre döngüsündeki mitoz başlamadan hemen önceki noktayı işgal eder.

Mitoz, içinde meydana gelen bir süreçtir. ökaryotik hücreler (örneğin, bitki hücreleri, memeli hücreleri ve diğer hayvanların, protistlerin ve mantarların hücreleri) ve üretimi ile sonuçlanır. iki kız hücre bir ana hücreden, yavru hücreler ebeveyn ve birbirleriyle genetik olarak özdeştir.

Bu nedenle aseksüeldir, onunla zıttır. mayoz bölünme, gonadlardaki belirli hücrelerde gerçekleşen ve genetik materyalin hokkabazlık ve karıştırılmasını içeren bir hücre bölünmesi türü. Prokaryot dünyasındaki karşılığı ikiye bölünerek çoğalma. Çoğu hayvan hücresinde işlem yaklaşık bir saat sürer - tipik bir hücrenin ömrünün küçük bir kısmı.

"Mitoz" kelimesi "iplik" anlamına gelir, çünkü bu, bölünmeye hazırlanan ve böylece uzun, doğrusal görünen yapılara yoğunlaşan kromozomların mikroskobik görünümünü tanımlar. Güçlü bir mikroskop altında bile, hücre içinde dağınık bir şekilde bulunan fazlar arası kromozomlar. çekirdek, görselleştirmek çok zordur.

Yaygın olarak mitozun, ana hücrenin eşit yarılarına bölünmesi anlamına geldiğine inanılmaktadır. Mitoz, yalnızca kromozomları içeren çekirdek içindeki olayları ifade ettiğinden, durum böyle değildir. Bir bütün olarak hücre bölünmesi denir sitokinez, nükleer bölünme (nükleer zarf dahil) olarak bilinir karyokinezi.

Klasik olarak, adı geçen dört mitozun evreleri oluş sırasına göre, profaz, metafaz, anafaz ve telofaz. Birçok kaynak, beşinci aşamanın ayrıntılı açıklamasını içerir. prometafaz, bu hem profaz hem de metafazdan tartışmalı bir şekilde farklıdır.

Bu aşamaların her birinin, yakında detaylandırılacak olan kendi karmaşık harikaları vardır. Ancak, her mitoz evresini, içerdiği şeyler hakkında kısa bir tanıtımla zihinsel olarak hizalamak genellikle yararlıdır. Örneğin:

• Profaz: Kromozom yoğunlaşması meydana gelir.
• Prometafaz: İğler takılır.
• Metafaz: Kromozomlar hizalanır.
• Anafaz: Kromatitler ayrılır.
• Telofaz: Membran reformları.

Her neyse, bir arkadaşınız size M evresinin dört alt aşaması olduğunu söylerse ve bir başkası bunun beş olduğunu iddia ederse, bunu tebeşirleyin. yaşlarındaki olası farklılıklara (ve dolayısıyla okulda M evresini öğrendiklerinde) ve her ikisini de göz önünde bulundurun sağ.

Yoğunlaştırılmış kromozomların ortaya çıkışı, profazın başlangıcına işaret eder, aynı şekilde, farklı sohbet eden insan kümelerinin oluşumunun bir sosyal toplantının "resmi" başlangıcına işaret etmesi gibi.

Kromatin yoğunlaşması, genetik materyali tam olarak oluşturulmuş kromozomlara dönüştürdüğünde, kopyalanan her bir kromozomun kardeş kromatitlerinin, uç noktasında birleştiği görülebilir. sentromer onların arasında. Sentromer, bir kinetokor sonunda her kromatid üzerinde oluşacaktır.

Ayrıca profaz, iki sentrozomlarinterfazda kopyalanan, hücrenin zıt taraflarına veya kutuplarına doğru hareket etmeye başlar. Bunu yaparken bir araya getirmeye başlarlar. mitotik iğ, şunlardan oluşur iğ lifleri yapılmış mikrotübüller hücrenin kutuplarından merkeze doğru uzanan ve kinetokorlara (diğer yapıların yanı sıra) bağlı olan.

Tahmin edebileceğiniz gibi, iğ lifleri birbirine paralel ve nihai kromozom bölünme çizgisine dik yönlendirilir.

Ayrıca, birçok yüksek ökaryotta, nükleer zarf bu aşamada protein kinaz enzimlerinin etkisi altında bozulur ve telofazda mitozun sonunda sıfırdan yeniden inşa edilir.

Ancak diğer organizmalarda, nükleer zarf hiçbir zaman resmi olarak demonte edilmez. Bunun yerine, kromozomlar birbirinden ayrıldığı ve bir kerede düzgünce bölündüğü için hücre ile birlikte tamamen kendi içinde gerilir.

Kendinizi tamamen karanlık bir koridorda durduğunuzu, orada olduğunu bildiğiniz ancak tam konumunu sezemediğiniz bir dizi ışık anahtarına doğru ilerlediğinizi hayal edin. Ama mutfaktan gerçekten bir bardak su istiyorsunuz, bu yüzden ısrarcısınız.

Bu, uçları "uzandıkça" ve hücrenin her iki kutbundan kromozomlara doğru büyürken iğ liflerinin davranışına yaklaşır. İğ liflerinin bağlantı yeri olarak hizmet eden kinetokora bağlanmayı "umarak", bunların sitoplazma, geri çekil ve sonunda hedeflerine ulaşana kadar biraz daha araştır.

Çok geçmeden, hücrenin her iki tarafındaki iğ iplikleri, hücrenin aynı tarafında yer alan her bir çiftteki kromatit üzerindeki kinetokora bağlanır. Bu rastgeleliğin hiçbir genetik anlamı yoktur çünkü her bir kromatit, kardeşiyle tamamen aynı DNA'ya sahiptir.

İğ lifleri daha sonra, çabalarını bir şekilde dengelemek amacıyla bir "çekme savaşı" başlatır. bu, kromozomların sentromerlerini ve dolayısıyla kromozomların kendilerini doğrusal bir tipte bırakır. hizalama.

başlangıcında metafaz, nükleer zarf dökümü, elbette, nükleer zarlarını hiç kaybetmeyen hücreler hariç, tamamlanmaya devam eder. Ancak, tipik olarak çok kısa olan metafazın tanımlayıcı adımı, kromozomların, kromozom bölünmesinin arayüzü olarak hizmet edecek olan düzlem boyunca sıralanmasıdır.

Bu küçük yüzey denir metafaz plakasıve hücrenin çok küçük bir küre gibi olduğu düşüncesiyle, bu levhanın konumu, ekvator hücrenin.

Aynı taraftan belirli bir kinetokora birden fazla iğ mikrotübülünün bağlanması mümkündür, ancak en azından bir kinetochore mikrotübül bağlanır her biri kutup. Mikrotübüller, dengeli bir gerilim durumuna ulaşmak için yeterince uzun süre itme ve çekme oyunlarına girdikten sonra, kromozomların hareketi durur ve metafaz sona erer.

Bu noktada, iğ lifleri hücrede kinetokorların yanı sıra iki yerde daha sarılabilir. Bunlar olabilir kutupsal mikrotübüller (aynı zamanda interpolar sıralanmış kromozomları geçerek ve ekvator boyunca, neredeyse karşı mitotik iğ kökenine uzanan mikrotübüller); veya astral iğ kutbundan aynı taraftaki hücre zarına ulaşan mikrotübüller.

anafaz M fazının görsel olarak en çarpıcı bileşenidir, çünkü çoğaltılan kromozomlar ayrıldığında hızlı kromozom hareketini içerir. Bu, her bir kopyalanmış, hizalanmış kromozom setindeki kardeş kromatitlerin, iğ lifleri tarafından hücrenin zıt kutuplarına doğru çekilmesiyle gerçekleştirilir.

Bu, mikrotübüllerin çalışması nedeniyle yapılır, ancak bu, mikrotübüllerin parçalanmasıyla kolaylaştırılır. uyum kinetokoru kinetokor liflerine bağlayan proteinler. Anafazda, hücre kabaca küresel bir şekilden (ya da bir enine kesite bakıyorsanız bir daire) kabaca oval bir şekle (yani bir elips) doğru uzamaya başlar.

Anafaz özellikli olarak görülebilir anafaz Akinetochore iğ liflerinin kromozomları açıklandığı gibi ayırdığı ve anafaz Bastral liflerin kutupları ekvatordan daha da uzağa ve dolayısıyla birbirlerinden daha da uzağa çektiği, interpolar lifler, aynı taraftaki kromozomları geçerek ve onları aynı yönde gezinmek için hafifçe kandırır. yön.

Ayrıca bir kasılma halkası anafazda plazma zarının hemen altında aktin proteinlerinden oluşur; bu halka, sitokinez sırasında tüm hücrenin bölünmesiyle sonuçlanan "sıkışmaya" katılır.

M evresinin bu bölümünün başlangıcında, yavru çekirdekler şeklindeki kromozomlar hücrenin zıt uçlarına ulaşmıştır. İşini tamamlayan mitotik iğ demonte edilir; Diyelim ki, küçük bir binanın yan tarafına inşa edilmiş küçük bir iskele, inşaatın parçalara ayrılmasına izin vermek için, kiriş kiriş ve fikri anlıyorsunuz.

Bu gerçekten bir romanın sonsözüne benzer şekilde M evresinin bir temizleme aşamasıdır. "Konu" anafazın sonunda çözüldü, çünkü kromatitler seyahat etmeleri gereken yere ulaştılar, ancak "karakterler" ilerlemeden önce, biraz temizlik gerekiyor.

İçinde telofaz, nükleer zar yeniden birleştirilir ve kromozomlar yoğunlaşır. Bu tam olarak profaz videosunu tersten yürütmek gibi değil, ama yakın. İçinde sitokinezhücre, her biri G1 fazına girmeye ve kendi hücre döngüsüne başlamaya hazırlanan iki özdeş yavru hücreye bölünür.