Cos'è la mitosi? Valore del processo biologico

Ci sono molti argomenti interessanti e misteriosi in biologia, e uno di questi è la struttura della cellula e i processi della sua attività vitale. Nella conoscenza di una cellula, la sua divisione è considerata l'evento più intrigante. Cos'è la mitosi (divisione), qual è la sua essenza e il suo significato? A proposito di questo discorso in questo articolo.

Tipi di riproduzione cellulare

La riproduzione è parte integrante di tutta la vita sul nostro pianeta. Questa caratteristica è inerente a tutti gli organismi viventi e le cellule come la più piccola unità strutturale dell'organismo. Ci sono i seguenti tipi divisione cellulare :

• La mitosi è una divisione cellulare non sessuale, o divisione a metà.
• La meiosi è una divisione in cui c'è una riduzione del numero di cromosomi. È così che si formano le cellule sessuali - gameti con una mezza serie di cromosomi.
• Endomitosi: in questo caso il raddoppiamento (raddoppiamento) dei cromosomi avviene nel nucleo, la cellula non si divide, ma aumenta di dimensioni. Uno dei modi di poliploidia è un aumento multiplo dell'insieme diploide dei cromosomi.
• Politenia - la divisione cellulare non si verifica, il numero di cromonemi nei cromosomi aumenta. Porta anche alla poliploidia e ad un aumento del nucleo e del citoplasma.
  

Ciclo cellulare

La replicazione (raddoppiamento) del DNA è necessaria per la moltiplicazione cellulare, perché è solo in questo modo che è possibile la divisione cellulare in due cellule figlie identiche. Questo è ciò che la mitosi (mitosi, dal greco Mitos - il filo) - è un modo di dividere le cellule con una precisa separazione del materiale genetico tra le cellule figlie. Allo stesso tempo, il processo di replicazione del materiale genetico e la sua distribuzione tra le cellule figlie sono separate nel tempo.

Il periodo precedente alla mitosi della cellula è chiamato interfase. È durante questo periodo che si verifica la replicazione del DNA.

I periodi tra divisione (mitosi) o morte cellulare sono chiamati ciclo cellulare.

Il periodo interfase è il più lungo nel ciclo cellulare. Fornisce l'accumulo di energia e componenti strutturali che saranno necessari per la divisione e la sintesi dei nucleotidi necessari per la replicazione acidi desossiribonucleici.

Processo di citologia

La formazione di due cellule materne identiche è ciò che è la mitosi. Questo tipo di divisione è peculiare a tutte le cellule somatiche di un organismo multicellulare ed è diventato uno dei metodi di riproduzione non sessuale delle cellule singole. Il processo di mitosi è diviso in quattro fasi, che si susseguono. Le fasi sono separate in base allo stato fisico-chimico del citoplasma e alla posizione e all'aspetto dei cromosomi. La durata e le caratteristiche di queste fasi sono diverse per i diversi tipi di cellule, ma la sequenza e le caratteristiche principali rimangono invariate per qualsiasi mitosi. Quali sono le fasi di questo tipo di divisione e quali sono le loro differenze, si consideri dopo.

La prima fase è prophase.

In questa fase c'è una spirale di cromosomi (condensazione e compattazione), che sono stati raddoppiati nell'interfase. È in questa fase che i cromosomi diventano visibili al microscopio ottico. Il citoplasma della cellula diventa vischioso, le membrane del nucleo vengono distrutte ei centrioli formano un fuso di divisione - questo è un sistema di microtubuli fatti di proteine ​​tubuliniche, che si estendono dai poli della cellula al suo equatore. È il fuso della divisione che sarà responsabile della chiara divergenza dei cromosomi.

Metafase e anafase: le prossime fasi della mitosi

Cosa succede dopo? Queste due fasi sono considerate le più importanti quando si dividono le cellule. In metafase, i cromosomi si allineano all'equatore della cellula e formano una piastra equatoriale, che è chiamata stella madre. Ogni cromosoma è attaccato ai microtubuli del fuso di divisione con il suo centromero. In anafase, i fili delle miofibrille, che fissano il fuso della divisione, iniziano a contrarsi e ad estendere i cromatidi ai poli della cellula. Anaphase è chiamato lo stadio delle stelle della figlia. Prima della fine di anafase, un gruppo diploide di cromosomi è assemblato ad ogni polo.

La fase finale della mitosi

Si chiama telophase. In questa fase inizia il processo di citochinesi - divisione cellulare fisica. I cromosomi ai poli despiralizzano (si srotolano e si legano alle proteine), si formano l'involucro nucleare e la vita, che dividerà la cellula in due. In una cellula vegetale, questa costrizione è formata dalla piastra intracellulare, e nelle cellule animali, la separazione avviene a causa della formazione di un solco di divisione.

Durata della fase e regolazione del processo

La durata di questa divisione è diversa per diversi tipi di cellule. Nelle cellule animali, dura 30-60 minuti, nelle cellule vegetali - 2-3 ore. Anche la durata delle fasi della mitosi è diversa e dipende da molti fattori (dimensioni delle cellule, ploidia, condizioni ambientali). Tuttavia, le fasi di divisione più lunghe associate alla sintesi di sostanze sono la procreazione. Ad esempio, nelle cellule di mammifero, la profase della mitosi dura 25-30 minuti, la metafase e l'anafase sono di circa 15 minuti ciascuna e la telofase può durare fino a 40 minuti. il corpo pluricellulare l'attività delle cellule mitotiche è controllata dal neuroumorale. Il sistema nervoso e gli ormoni degli organi della secrezione interna (ad esempio, ormoni surrenali, ghiandola pituitaria, tiroide e ormoni sessuali) vi prendono parte. Quando viene violata la regolazione neuroumorale, si verifica un cambiamento nell'attività mitotica, che osserviamo nelle cellule di vari tumori.

Punti critici

Il ciclo cellulare è un processo complesso che richiede un controllo rigoroso da parte della cellula. Le tappe dovrebbero essere rigorosamente una dopo l'altra, con il completamento completo del precedente importante. I punti di controllo sono punti che garantiscono il passaggio a fasi successive e garantiscono l'accuratezza del trasferimento delle informazioni. Tre di questi punti nel ciclo cellulare si distinguono.

Il primo è l'inizio del processo di replicazione del DNA e preparazione per la divisione. Se le violazioni si verificano a questo punto, ciò porterà a rotture del DNA e all'integrità dei cromosomi.

Il secondo è controllare la qualità e la completezza della replica del materiale ancestrale. Nel caso di violazioni a questo punto, si verifica una violazione del cariotipo delle cellule.

Il terzo è l'inizio della anafase della mitosi, quando dovrebbe esserci una divergenza dei cromosomi ai poli.

Studiare i processi che si verificano in questi punti aiuterà a migliorare i metodi di rigenerazione di tessuti e organi, a trovare modi per prevenire l'interruzione del ciclo cellulare e prevenire la divisione cellulare incontrollata. Le violazioni del ciclo cellulare e la mitosi patologica possono anche essere causate dall'esposizione a veleni o tossine, a fattori estremi (surriscaldamento, carenza di ossigeno, radiazioni ionizzanti). Le infezioni virali possono anche portare a mitosi patologica.

Il significato biologico della mitosi

Questo tipo di divisione cellulare fornisce una trasmissione accurata delle informazioni ereditarie in una serie di cicli cellulari consecutivi. Questa trasmissione preserva il cariotipo (insieme di cromosomi) degli organismi di ogni specie e la stabilità delle specie nel processo di evoluzione (sviluppo storico).

Tutto il cellule somatiche l'organismo multicellulare è diviso mitoticamente, il che assicura la crescita dell'organismo. Inoltre, il valore della mitosi è nel garantire la rigenerazione di tessuti e organi e nella sostituzione delle cellule. Ad esempio, il midollo osseo aggiorna costantemente la composizione delle cellule del sangue.

Molti animali e piante hanno scelto proprio un tale metodo di riproduzione non sessuale (cavità intestinali unicellulari e non solo). La prova naturale dell'identità completa delle cellule formate dalla mitosi sono gemelli identici, che provengono da un singolo zigote, condiviso dalla mitosi nelle prime fasi dello sviluppo embrionale.