Mitoze - vienkārši izskaidrota!

Kas ir mitoze?

Mitoze raksturo šūnu dalīšanas procesu. Šūnu dalīšana sākas ar DNS divkāršošanos un beidzas ar jaunās šūnas izspiešanu. Tādā veidā no mātes šūnas tiek izveidotas divas identiskas meitas šūnas, kurās ir viena un tā pati ģenētiskā informācija. Visa mitozes laikā gan mātes šūnā, gan abās meitas šūnās ir dubultā (diploīds) Hromosomu komplekts. Papildus starpfāzei mitoze ir daļa no šūnu cikla, un to izmanto, lai pavairotu ķermeņa šūnas, piemēram, ādas šūnas. Mitozi var iedalīt dažādos posmos un vienmēr turpināties vienādi.

Atteikšanās no mitozes

Mitozes uzdevums ir šūnu dalīšana un tādējādi ķermeņa šūnu pavairošana. Mitozes procesa priekšnoteikums ir iepriekšējā starpfāze, kurā DNS tiek dubultots. No mātes šūnas ar dubultu (diploīdu) hromosomu komplektu divas identiskas meitas šūnas rodas procesā, kas vienmēr ir vienāds. Tiem ir arī divkāršs hromosomu komplekts, kas tomēr sastāv tikai no viena hromatīda. Starpfāzē atkal notiek DNS dubultošanās. Tomēr mitoze nenotiek visās mūsu ķermeņa šūnās. Izšķir ķermeņa šūnas un cilmes šūnas, kuras rada nevis mitoze, bet meioze. Mejozes rezultāts ir četras meitas šūnas ar vienkāršu (haploīdu) hromosomu komplektu, kas ir gatavas apaugļošanai. Vēl viena īpaša iezīme ir šūnas, kas ir sasniegušas ļoti specializētu formu un pēc tam vairs nesadalās. Tajos ietilpst, piemēram, nervu šūnas vai sarkanās asins šūnas.Tomēr mitozei ir ārkārtīgi svarīga loma šūnās, kas ierobežo virsmas, piemēram, ādas šūnās vai virsmas šūnās (epitēlija šūnās) kuņģa-zarnu traktā. Šīs šūnas regulāri jāatjauno, kas ir mitozes darbs. Pastāvīgais mitozes process dažādos posmos un vairāki kontroles punkti starpfāzē nodrošina, ka šūnu dalīšanas laikā nerodas kļūdas.

Lasīt arī: DNS - jums tas jāzina!

Kādas ir mitozes fāzes?

Šūnu ciklu, kas ir atbildīgs par šūnu dalīšanos un tādējādi arī par šūnu reprodukciju, var iedalīt starpfāzēs un mitozēs. Starpfāzē DNS tiek dubultots, un šūna tiek sagatavota gaidāmajai mitozei. Šī šūnu cikla fāze var būt dažāda garuma un ievērojami atšķirties atkarībā no šūnas veida. Mitoze ir šūnu cikla otrā fāze, un tā ietver ģenētiskā materiāla sadalīšanu un divu identisku meitas šūnu veidošanos no kopīgas mātes šūnas. Šo šūnu dalīšanas procesu var sadalīt dažādos posmos, kuros raksturīgie procesi vienmēr notiek. Atkarībā no avota izšķir četrus līdz sešus posmus.

Sākumā ir propāze, kurā kondensējas abas hromosomas un rodas arī vārpstas aparāts. Tālāk divas maksimāli kondensētas hromosomas sakārtojas ekvatoriālajā plaknē, ko raksturo kā metafāzi. Starp šiem diviem posmiem daži autori min prometas fāzi. Tālāk abas māsas hromatīdi tiek atdalīti anafāzē. Visbeidzot, teofāzē veidojas jauna kodola membrāna, un hromosomas atkal atslābst. Dažās grāmatās tā dēvētā citokinēze joprojām tiek uzskatīta par atsevišķu fāzi. Citokinēzes laikā jaunā šūnas ķermenis sašaurinās, veidojot divas identiskas meitas šūnas.

Jūs varētu interesēt arī: Šūnas kodola funkcijas

Kas ir metafāze?

Metafāze ir mitozes sastāvdaļa un tādējādi ķermeņa šūnu dalīšanas stadija. Tā ir trešā mitozes fāze un seko prometa fāzei. Pēc hromosomu kondensācijas un kodolenerģijas membrānas izšķīdināšanas divkāršs hromosomu komplekts ir sakārtots ekvatoriālajā plaknē. Metafāze ir arī vienīgā mitozes fāze, kurā hromosomas ir skaidri redzamas zem mikroskopa. Tas notiek tāpēc, ka šajā šūnu dalīšanās fāzē DNS ir ieguvusi viskompaktāko formu. Divas 2-hromātu hromosomas tagad atrodas viena otrai blakus šūnas ekvatoriālajā plaknē. Šī plakne ir aptuveni vienādā attālumā no abiem šūnu poliem. Šo stāvokli garantē iebūvētais vārpstas aparāts, kas turpmākajā mitozes gaitā atdala māsu hromatīdus viens no otra.

Kāda ir anafāze?

Anafāze ir mitozes ceturtā fāze un līdz ar to arī sols nukleinātu šūnu dalīšanā. Pēc tam, kad hromosomas ir kondensējušās un sakārtotas metafāzē ekvatoriālajā plaknē, seko anafāze. Šajā posmā māsu hromatīdus ar vārpstas aparātu atdala viens no otra un pievelk pretējiem šūnu poliem. Tādējādi faktiskā hromosomu dalīšana sākas anafāzē. Tādā veidā no oriģinālās mātes šūnas tiek izveidots vēl divkāršs hromosomu komplekts ar dubultu 2 hromātu hromosomu komplektu. Tomēr tagad tas sastāv tikai no divām 1-hromātu hromosomām. Anafāzei seko teofāze.

Lasīt arī: Cilvēka hromosomu komplekts

Kas ir telofāze?

Telofāze apraksta mitozes pēdējo posmu, kurā tiek dalīta kodoloto šūnu ģenētiskā informācija, lai šūnas varētu vairoties. Teofāze seko anafāzei. Ar vārpstas aparāta palīdzību māsu hromatīdi tika novilkti no ekvatorijas plaknes uz pretējiem šūnu poliem. Teofāzē hromosomas ir sasniegušas savu šūnu polu un vārpstas aparāts izšķīst. Tajā pašā laikā no sadalītās kodolenerģijas membrānas fragmentiem veidojas jauna kodola apvalks. Šim hromosomu dalījumam citokinēze seko vēl vienā solī. Šūnas ķermenis sašaurinās tā, ka rodas divas neatkarīgas, bet identiskas meitas šūnas.

Jūs varētu interesēt arī: Šūnas kodola funkcijas

Mitozes ilgums

Mitoze vidēji ilgst apmēram stundu, lai varētu runāt par ātru šūnu dalīšanos. Salīdzinot ar starpfāzi, mitoze prasa salīdzinoši maz laika. Turklāt, atkarībā no šūnas veida, starpfāze var ilgt no vairākām stundām līdz vairākiem mēnešiem vai pat gadiem. Par to īpaši ir atbildīgas starpfāzes G1 un G0 fāzes. G1 fāzē tiek ražoti dažādi proteīni un šūnu organeli, un G0 fāzē šūna pāriet sava veida neaktivizētā režīmā. Daudzas šūnas paliek G0 fāzē gadiem vai pat gadu desmitiem.

Kāda ir mitotiskā likme?

Šūnu dalīšanās ātrumu var aprakstīt ar mitotisko ātrumu. Tas ļauj izdarīt secinājumus par noteiktu audu reproducēšanas ātrumu. Mitotisko ātrumu nosaka ar mikroskopa palīdzību. Ar noteiktu šūnu skaitu, piemēram, 1000, nosaka, cik no tām atrodas mitotiskā stadijā. Mitotiskā likme ir norādīta procentos, un tāpēc tā ir relatīva summa. Īpaši bieži atjaunotajiem audiem ir augsts mitotiskais līmenis. Tie ietver kaulu smadzenes, ādu (epidermu) un tievās zarnas gļotādu. Kaulu smadzenes ir atbildīgas par asiņu veidošanos un nepārtraukti ražo jaunas asins šūnas. Regulāri atjaunojas arī āda un kuņģa-zarnu trakta gļotāda, tāpēc arī šeit tiek konstatēts augsts mitozes līmenis. Tomēr augsti mitotiski rādītāji var norādīt arī uz ļaundabīgiem audzējiem, kas strauji aug. Šīs deģenerētās šūnas izvairās no kontroles punktiem starpfāzēs un mitozē un var netraucēti augt. Paaugstinātu mitotisko ātrumu var izmantot arī kā terapeitisko pieeju, jo ātri augošie audzēji ir īpaši jutīgi pret mitozes inhibitoriem, un tos var ārstēt ar lielāku atveseļošanās iespēju.

Lasiet vairāk par tēmu: Audzējs - jums tas jāzina!

Kas ir mitozes inhibitori?

Mitozes inhibitori ir vielas, kas kavē mitozes procesu. Mitozes inhibitori tādējādi novērš kodola dalīšanos un attiecīgi kavē šūnu pavairošanu. Šos toksīnus audzēju ārstēšanā izmanto kā citostatiku. Limfomas un leikēmija jo īpaši labi reaģē uz šo ķīmijterapijas veidu. Mitozes inhibitora mehānisms sastāv no saistīšanās ar tubulīnu, kas nepieciešams vārpstas aparāta izveidošanai. Tubulīns ir olbaltumviela, no kuras veido vārpstas aparāta mikrotubulas. Ja šis proteīns nav pieejams mitozes inhibitora saistīšanās dēļ, nevar izveidot vārpstas aparātu, un šūnas kodols nesadalās. Tomēr mitozes inhibitoriem, piemēram, vinca alkaloīdiem vai taksāniem, var būt bīstamas blakusparādības, kas jo īpaši var sabojāt nervu sistēmu.

Lasiet vairāk par tēmu: Audzējs - jums tas jāzina!

Kāda ir atšķirība starp mitozi un meiozi?

Gan mitoze, gan meioze ir atbildīgas par galveno dalījumu, abiem procesiem atšķirīgi to gaita un rezultāts. Mitoze no mātes šūnas izveido divas identiskas meitas šūnas ar dubultu (diploīdu) hromosomu komplektu. Pretstatā meiozei ir nepieciešama tikai viena hromosomu dalīšana. Kopumā mitozes funkcija ir sadalīt visu ģenētisko informāciju DNS formā divām identiskām šūnām, un tāpēc tā ir būtiska šūnu reprodukcijai. Turpretī mejoze ir svarīga dzimumšūnu veidošanai seksuālai reprodukcijai. Tā kā dzimumšūnām ir vienkāršs (haploīds) hromosomu komplekts, mejozei ir vajadzīgas divas kodola dalīšanas. Pirmajā meiozē veidojas dubultā hromosomu kopa. Otrais līdzvērtīgais dalījums tagad māsu hromatīdus atdala viens no otra, tā, ka mums kopā ir četras meitas šūnas, katra ar vienu hromosomu komplektu. Tādējādi mitoze un meioze atšķiras pēc dalīšanas skaita, meitas šūnu skaita un veida un ilguma. Mitozes pabeigšana prasa apmēram stundu. Savukārt mejoze prasa daudz ilgāku laiku. Vien meiozes fāze vīriešiem ilgst apmēram 24 stundas (spermas veidošanās) un sievietēm vairākus gadus vai pat gadu desmitus (olšūnas veidošanās un nobriešana).

Lasīt arī: Cilvēka hromosomu komplekts

Kas ir starpfāze?

Bez mitozes starpfāze ir otrā šūnu cikla daļa. Tas vienmēr atrodas starp diviem mitotiskiem dalījumiem un tam ir dažādi uzdevumi. Starpfāzes laikā mitozē esošā DNS atkal tiek dubultota. Turklāt abās meitas šūnās notiek vispārēja šūnu augšana, un tās ir sagatavotas atjaunotai mitozei. Tāpat kā mitozi, starpfāzi var iedalīt vairākos posmos. Tūlīt pēc mitozes G1 fāze seko starpfāzei. Dubultā hromosomu kopa meitas šūnās sastāv tikai no viena hromatīda. Šajā fāzē meitas šūnas aug un tiek ražoti daudzi proteīni un fermenti. Nākamā fāze ir tā saucamā S fāze (sintēzes fāze). Šeit DNS tiek dubultots, lai mums joprojām būtu divkāršs hromosomu komplekts, kas tagad sastāv arī no diviem hromatīdiem. Starpfāzes pēdējā posmā, G2 fāzē, abas meitas šūnas atkal aug un gatavosies gaidāmajai mitozei. Abas meitas šūnas tagad ir izveidojušas jaunas mātes šūnas, kuras var sadalīt mitozē. Starpfāze vidēji ilgst apmēram 18 stundas un tādējādi prasa daudz vairāk laika nekā mitoze (aizņem apmēram stundu). Starpfāzē ir svarīgi divi kontroles punkti, kas atrodas pārejā no G1 fāzes uz S fāzi un no G2 fāzes uz mitozi. Šeit tiek pārbaudīta šūna un jo īpaši ģenētiskā informācija, lai noteiktu iespējamās kļūdas. Ja tiek atrasta kļūda, tā vispirms tiek izlabota, pirms šūna dalās. Ja kļūda netiktu atpazīta un novērsta, ar mitozes palīdzību tā turpinātu vairoties daudzās šūnās.

Jūs varētu interesēt arī: Hromosomu mutācija