A hereditariedade como propriedade universal dos organismos vivos está intimamente relacionada com outra propriedade importante dos seres vivos - reprodução . A reprodução garante a continuidade entre os indivíduos progenitores e seus descendentes. A reprodução é baseada no processo de divisão celular.

Cromossomos: individualidade, emparelhamento, número

Durante a divisão celular, os cromossomos são claramente visíveis. Ao estudar os cromossomos de diferentes espécies de organismos vivos, descobriu-se que seu conjunto é estritamente individual. Isto diz respeito ao número, forma, características estruturais e tamanho dos cromossomos. O conjunto de cromossomos nas células do corpo, característico de um determinado tipo de planta ou animal, é denominado cariótipo.

Em qualquer organismo multicelular, existem dois tipos de células - somáticas (células do corpo) e células germinativas, ou gametas. Nas células germinativas, o número de cromossomos é 2 vezes menor do que nas células somáticas. Nas células somáticas, todos os cromossomos são apresentados em pares - tal conjunto é chamado diplóide e é designado 2/1.Os cromossomos emparelhados (idênticos em tamanho, forma, estrutura) são chamados homólogos.

Nas células germinativas, cada cromossomo é encontrado em um único número. Tal conjunto é chamado haplóide e é denotado n.

Mitose. Preparando uma célula para divisão

O método mais comum de divisão de células somáticas é a mitose. Durante a mitose, a célula passa por uma série de estágios ou fases sucessivas, em que cada célula-filha recebe o mesmo conjunto de cromossomos que a célula-mãe tinha.

Durante a preparação de uma célula para divisão - durante a interfase (período entre dois atos de divisão), o número de cromossomos dobra. Ao longo de cada cromossomo original, sua cópia exata é sintetizada a partir dos compostos químicos presentes na célula. Um cromossomo duplicado consiste em duas metades - cromátides. Cada cromátide contém uma molécula de DNA.Durante a interfase, o processo de biossíntese de proteínas ocorre na célula, e todas as estruturas celulares mais importantes também duplicam. A duração da interfase é em média de 10 a 20 horas, iniciando-se então o processo de divisão celular - mitose.

Fases da mitose

Durante a mitose, a célula passa pelas seguintes quatro fases: prófase, metáfase, anáfase, telófase.

Na prófase, os centríolos são claramente visíveis - organelas que desempenham um certo papel na divisão dos cromossomos filhos. Os centríolos se dividem e se movem para pólos diferentes. Deles se estendem fios que formam o fuso, que regula a divergência dos cromossomos para os pólos da célula em divisão. No final da prófase, a membrana nuclear se desintegra, o nucléolo desaparece e os cromossomos espiralam e encurtam.

A metáfase é caracterizada pela presença de cromossomos claramente visíveis localizados no plano equatorial da célula. Cada cromossomo consiste em duas cromátides e possui uma constrição - um centrômero, ao qual estão ligados os filamentos do fuso. Após a divisão do centrômero, cada cromátide se torna um cromossomo filho independente.

Na anáfase, os cromossomos filhos se movem para diferentes pólos da célula.

Na última etapa - telófase - os cromossomos se desenrolam novamente e assumem a aparência de fios longos e finos. Um envelope nuclear aparece ao redor deles e um nucléolo é formado no núcleo.

Durante a divisão do citoplasma, todas as suas organelas são distribuídas uniformemente entre as células filhas. Todo o processo de mitose geralmente dura de 1 a 2 horas.

Como resultado da mitose, todas as células-filhas contêm o mesmo conjunto de cromossomos e os mesmos genes. Portanto, a mitose é um método de divisão celular que envolve a distribuição precisa do material genético entre as células-filhas, recebendo ambas as células-filhas um conjunto diplóide de cromossomos.

Mitose- Esta é a forma mais comum de divisão de células eucarióticas. Durante a mitose, os genomas de cada uma das duas células resultantes são idênticos entre si e coincidem com o genoma da célula original.

A mitose é o último e geralmente mais curto estágio do ciclo celular. Com o seu término, termina o ciclo de vida da célula e iniciam-se os ciclos de duas células recém-formadas.

O diagrama ilustra a duração dos estágios do ciclo celular. A letra M denota mitose. A maior taxa de mitose é observada nas células germinativas, a menor nos tecidos com alto grau de diferenciação, se é que suas células se dividem.

Embora a mitose seja considerada independentemente da interfase, composta pelos períodos G 1, S e G 2, a preparação para ela ocorre justamente nela. O ponto mais importante é a replicação do DNA que ocorre no período sintético (S). Após a replicação, cada cromossomo já consiste em duas cromátides idênticas. Eles estão próximos uns dos outros ao longo de todo o seu comprimento e conectados no centrômero do cromossomo.

Durante a interfase, os cromossomos estão localizados no núcleo e são um emaranhado de fios finos e muito longos de cromatina, visíveis apenas ao microscópio eletrônico.

A mitose tem várias fases sucessivas, que também podem ser chamadas de estágios ou períodos. Na versão clássica simplificada da consideração, distinguem-se quatro fases. Esse prófase, metáfase, anáfase e telófase. Freqüentemente, mais fases são distinguidas: prometáfase(entre prófase e metáfase), pré-prófase(característica das células vegetais, precede a prófase).

Outro processo associado à mitose é citocinese, que ocorre principalmente durante o período da telófase. Podemos dizer que a citocinese é, por assim dizer, parte integrante da telófase, ou ambos os processos ocorrem em paralelo. Citocinese refere-se à separação do citoplasma (mas não do núcleo!) Da célula-mãe. A fissão nuclear é chamada cariocinese, e precede a citocinese. Porém, durante a mitose como tal, a divisão nuclear não ocorre, porque primeiro um, o pai, se desintegra, depois se formam dois novos, os filhos.

Há casos em que ocorre cariocinese, mas a citocinese não. Nesses casos, formam-se células multinucleadas.

A duração da própria mitose e suas fases são individuais e dependem do tipo de célula. Geralmente prófase e metáfase são os períodos mais longos.

A duração média da mitose é de cerca de duas horas. As células animais geralmente se dividem mais rapidamente do que as células vegetais.

Quando as células eucarióticas se dividem, forma-se necessariamente um fuso de fissão bipolar, constituído por microtúbulos e proteínas associadas. Graças a isso, ocorre uma distribuição igualitária do material hereditário entre as células-filhas.

A seguir daremos uma descrição dos processos que ocorrem na célula durante as várias fases da mitose. A transição para cada fase subsequente é controlada na célula por pontos de controle bioquímicos especiais, que “verificam” se todos os processos necessários foram concluídos corretamente. Se houver erros, a divisão pode ou não parar. Neste último caso, aparecem células anormais.

Fases da mitose

Na prófase, ocorrem os seguintes processos (principalmente em paralelo):

Cromossomos condensam

Os nucléolos desaparecem

O envelope nuclear se desintegra

Dois pólos do fuso são formados

A mitose começa com o encurtamento dos cromossomos. Seus pares constituintes de cromátides espiralam, e como resultado os cromossomos ficam muito encurtados e espessos. No final da prófase, eles podem ser vistos ao microscópio óptico.

Os nucléolos desaparecem porque as partes dos cromossomos que os formam (organizadores nucléolos) já estão em forma de espiral, portanto, ficam inativos e não interagem entre si. Além disso, as proteínas nucleolares se desintegram.

Nas células de animais e plantas inferiores, os centríolos do centro celular divergem em direção aos pólos da célula e se projetam centros organizadores de microtúbulos. Embora as plantas superiores não possuam centríolos, também são formados microtúbulos.

Microtúbulos curtos (astrais) começam a divergir de cada centro de organização. Uma estrutura semelhante a uma estrela é formada. Não é produzido em plantas. Seus pólos de divisão são mais largos, os microtúbulos emergem não de uma região pequena, mas de uma região relativamente ampla.

A quebra da membrana nuclear em pequenos vacúolos marca o fim da prófase.

À direita da microfotografia, os microtúbulos estão destacados em verde, os cromossomos estão destacados em azul e os centrômeros cromossômicos estão destacados em vermelho.

Deve-se notar também que durante a prófase da mitose ocorre a fragmentação do EPS, que se divide em pequenos vacúolos; O aparelho de Golgi se divide em dictiossomos individuais.

Os principais processos da prometáfase ocorrem principalmente sequencialmente:

Arranjo caótico e movimento dos cromossomos no citoplasma.

Conectando-os com microtúbulos.

Movimento dos cromossomos para o plano equatorial da célula.

Os cromossomos acabam no citoplasma e se movem aleatoriamente. Uma vez nos pólos, eles têm mais chances de se fixar na extremidade positiva do microtúbulo. Eventualmente, o filamento se liga ao cinetocoro.

Esse microtúbulo cinetocoro começa a crescer, o que afasta o cromossomo do pólo. Em algum ponto, outro microtúbulo está ligado ao cinetocoro da cromátide irmã, crescendo a partir do outro pólo de divisão. Ela também começa a empurrar o cromossomo, mas na direção oposta. Como resultado, o cromossomo fica no equador.

Cinetocoros são formações proteicas nos centrômeros dos cromossomos. Cada cromátide irmã possui seu próprio cinetocoro, que “amadurece” na prófase.

Além dos microtúbulos astrais e cinetocóricos, há aqueles que vão de um pólo a outro, como se expandissem a célula em uma direção perpendicular ao equador.

Um sinal do início da metáfase é o arranjo dos cromossomos ao longo do equador, o assim chamado metáfase ou placa equatorial. Durante a metáfase, o número de cromossomos, suas diferenças e o fato de consistirem em duas cromátides irmãs conectadas no centrômero são claramente visíveis.

Os cromossomos são mantidos juntos por forças de tensão equilibradas nos microtúbulos em diferentes pólos.

As cromátides irmãs se separam, cada uma se movendo em direção ao seu próprio pólo.

Os pólos estão se afastando um do outro.

A anáfase é a fase mais curta da mitose. Começa quando os centrômeros dos cromossomos se dividem em duas partes. Como resultado, cada cromátide se torna um cromossomo independente e está ligado a um microtúbulo de um pólo. Os fios “puxam” as cromátides para pólos opostos. Na verdade, os microtúbulos são desmontados (despolimerizados), ou seja, encurtados.

Na anáfase das células animais, não apenas os cromossomos filhos se movem, mas também os próprios pólos. Devido a outros microtúbulos eles se separam, os microtúbulos astrais se fixam às membranas e também “puxam”.

O movimento cromossômico para

Cromossomos descondensam

Aparecem nucléolos

A membrana nuclear é restaurada

A maioria dos microtúbulos desaparece

A telófase começa quando os cromossomos param de se mover, parando nos pólos. Eles despiram, tornam-se longos e semelhantes a fios.

Os microtúbulos do fuso são destruídos desde os pólos até o equador, ou seja, desde suas extremidades negativas.

Um envelope nuclear é formado ao redor dos cromossomos pela fusão de vesículas de membrana nas quais o núcleo materno e o EPS se dividiram na prófase. Em cada pólo, forma-se seu próprio núcleo filho.

À medida que os cromossomos se desenrolam, os organizadores nucleolares tornam-se ativos e os nucléolos aparecem.

A síntese de RNA é retomada.

Se os centríolos nos pólos ainda não estiverem emparelhados, um par será construído próximo a cada um. Assim, em cada pólo é recriado o seu próprio centro celular, que irá para a célula filha.

Normalmente, a telófase termina com a separação do citoplasma, ou seja, citocinese.

A citocinese pode começar já na anáfase. No início da citocinese, as organelas celulares estão distribuídas de maneira relativamente uniforme pelos pólos.

A separação do citoplasma das células vegetais e animais ocorre de diferentes maneiras.

Nas células animais, devido à elasticidade, a membrana citoplasmática na parte equatorial da célula começa a inchar para dentro. Forma-se um sulco que eventualmente se fecha. Em outras palavras, a célula-mãe se divide por ligação.

Nas células vegetais durante a telófase, os filamentos do fuso não desaparecem no equador. Eles se aproximam da membrana citoplasmática, seu número aumenta e formam fragmoplasto. Consiste em microtúbulos curtos, microfilamentos e partes do EPS. Ribossomos, mitocôndrias e o complexo de Golgi movem-se para cá. As vesículas de Golgi e seu conteúdo no equador formam a placa celular mediana, as paredes celulares e a membrana das células filhas.

Significado e funções da mitose

A mitose garante a estabilidade genética: reprodução precisa do material genético ao longo de uma série de gerações. Os núcleos das novas células contêm o mesmo número de cromossomos que a célula-mãe continha, e esses cromossomos são cópias exatas dos originais (a menos, é claro, que tenham ocorrido mutações). Em outras palavras, as células-filhas são geneticamente idênticas à célula-mãe.

No entanto, a mitose também desempenha uma série de outras funções importantes:

crescimento de um organismo multicelular,

reprodução assexuada,

substituição de células de vários tecidos em organismos multicelulares,

Em algumas espécies, pode ocorrer regeneração de partes do corpo.

Mitose- o principal método de divisão das células eucarióticas, em que primeiro ocorre a duplicação e depois o material hereditário é distribuído uniformemente entre as células-filhas.

A mitose é um processo contínuo com quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Antes da mitose, a célula se prepara para a divisão ou interfase. O período de preparação celular para a mitose e a própria mitose juntas constituem ciclo mitótico. Abaixo está uma breve descrição das fases do ciclo.

Interfase consiste em três períodos: pré-sintético ou pós-mitótico, - G 1, sintético - S, pós-sintético ou pré-mitótico, - G 2.

Período pré-sintético (2n 2c, Onde n- número de cromossomos, Com- número de moléculas de DNA) - crescimento celular, ativação de processos de síntese biológica, preparação para o próximo período.

Período sintético (2n 4c) - replicação do DNA.

Período pós-sintético (2n 4c) - preparação da célula para mitose, síntese e acúmulo de proteínas e energia para a próxima divisão, aumento do número de organelas, duplicação dos centríolos.

Prófase (2n 4c) - desmantelamento das membranas nucleares, divergência dos centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes, “desaparecimento” dos nucléolos, condensação dos cromossomos biromatídeos.

Metáfase (2n 4c) - alinhamento dos cromossomos bicromátides maximamente condensados ​​​​no plano equatorial da célula (placa metafásica), fixação dos fios do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos.

Anáfase (4n 4c) - divisão dos cromossomos de duas cromátides em cromátides e a divergência dessas cromátides irmãs para pólos opostos da célula (neste caso, as cromátides tornam-se cromossomos de cromátides únicas independentes).

Telófase (2n 2c em cada célula filha) - descondensação dos cromossomos, formação de membranas nucleares ao redor de cada grupo de cromossomos, desintegração dos fios do fuso, aparecimento de nucléolo, divisão do citoplasma (citotomia). A citotomia nas células animais ocorre devido ao sulco de clivagem, nas células vegetais - devido à placa celular.

1 - prófase; 2 - metáfase; 3 - anáfase; 4 - telófase.

Significado biológico da mitose. As células-filhas formadas como resultado deste método de divisão são geneticamente idênticas às da mãe. A mitose garante a constância do conjunto cromossômico ao longo de várias gerações de células. Está subjacente a processos como crescimento, regeneração, reprodução assexuada, etc.

é um método especial de divisão de células eucarióticas, como resultado da transição das células de um estado diplóide para um estado haplóide. A meiose consiste em duas divisões sucessivas precedidas por uma única replicação do DNA.

Primeira divisão meiótica (meiose 1)é chamada de redução, pois é durante essa divisão que o número de cromossomos cai pela metade: de uma célula diplóide (2 n 4c) dois haplóides (1 n 2c).

Interfase 1(no início - 2 n 2c, no final - 2 n 4c) - síntese e acúmulo de substâncias e energia necessárias para ambas as divisões, aumento do tamanho celular e do número de organelas, duplicação dos centríolos, replicação do DNA, que termina na prófase 1.

Prófase 1 (2n 4c) - desmantelamento de membranas nucleares, divergência de centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes, “desaparecimento” de nucléolos, condensação de cromossomos bicromátides, conjugação de cromossomos homólogos e cruzamento. Conjugação- o processo de reunião e entrelaçamento de cromossomos homólogos. Um par de cromossomos homólogos conjugados é chamado bivalente. Crossing over é o processo de troca de regiões homólogas entre cromossomos homólogos.

A prófase 1 é dividida em etapas: leptoteno(conclusão da replicação do DNA), zigoteno(conjugação de cromossomos homólogos, formação de bivalentes), paquíteno(crossing over, recombinação de genes), diploteno(detecção de quiasmas, 1 bloco de oogênese em humanos), diacinese(terminalização de quiasmas).

1 - leptoteno; 2 - zigoteno; 3 - paquíteno; 4 - diploteno; 5 - diacinesia; 6 — metáfase 1; 7 - anáfase 1; 8 — telófase 1;
9 — prófase 2; 10 — metáfase 2; 11 - anáfase 2; 12 - telófase 2.

Metáfase 1 (2n 4c) - alinhamento dos bivalentes no plano equatorial da célula, fixação dos filamentos do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos.

Anáfase 1 (2n 4c) - divergência aleatória independente de cromossomos de duas cromátides para pólos opostos da célula (de cada par de cromossomos homólogos, um cromossomo vai para um pólo e o outro para outro), recombinação de cromossomos.

Telófase 1 (1n 2c em cada célula) - a formação de membranas nucleares em torno de grupos de cromossomos dicromátides, divisão do citoplasma. Em muitas plantas, a célula passa imediatamente da anáfase 1 para a prófase 2.

Segunda divisão meiótica (meiose 2) chamado equacional.

Interfase 2, ou intercinesia (1n 2c), é um pequeno intervalo entre a primeira e a segunda divisões meióticas durante o qual não ocorre a replicação do DNA. Característica das células animais.

Prófase 2 (1n 2c) - desmantelamento das membranas nucleares, divergência dos centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes.

Metáfase 2 (1n 2c) - alinhamento dos cromossomos bicromátides no plano equatorial da célula (placa metafásica), fixação dos filamentos do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos; 2º bloco da ovogênese em humanos.

Anáfase 2 (2n 2Com) - divisão dos cromossomos de duas cromátides em cromátides e a divergência dessas cromátides irmãs para pólos opostos da célula (neste caso, as cromátides tornam-se cromossomos de cromátides únicas independentes), recombinação de cromossomos.

Telófase 2 (1n 1c em cada célula) - descondensação dos cromossomos, formação de membranas nucleares ao redor de cada grupo de cromossomos, desintegração dos filamentos do fuso, aparecimento do nucléolo, divisão do citoplasma (citotomia) com a resultante formação de quatro células haplóides.

Significado biológico da meiose. A meiose é o evento central da gametogênese em animais e da esporogênese em plantas. Sendo a base da variabilidade combinativa, a meiose fornece diversidade genética dos gametas.

Amitose

Amitose- divisão direta do núcleo interfásico por constrição sem formação de cromossomos, fora do ciclo mitótico. Descrito para células envelhecidas, patologicamente alteradas e condenadas. Após a amitose, a célula não consegue retornar ao ciclo mitótico normal.

Ciclo de célula

Ciclo de célula- a vida de uma célula desde o momento do seu aparecimento até a divisão ou morte. Um componente essencial do ciclo celular é o ciclo mitótico, que inclui o período de preparação para a divisão e a própria mitose. Além disso, existem períodos de descanso no ciclo de vida, durante os quais a célula desempenha suas funções inerentes e escolhe seu futuro destino: morte ou retorno ao ciclo mitótico.

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A célula se reproduz por divisão. Existem dois métodos de divisão: mitose e meiose.

Mitose(do grego mitos - fio), ou divisão celular indireta, é um processo contínuo, como resultado do qual ocorre primeiro uma duplicação e depois uma distribuição uniforme do material hereditário contido nos cromossomos entre as duas células resultantes. Este é o seu significado biológico. A divisão nuclear implica a divisão de toda a célula. Esse processo é chamado de citocinese (do grego cytos - célula).

O estado da célula entre duas mitoses é chamado de interfase, ou intercinesia, e todas as mudanças que ocorrem nela durante a preparação para a mitose e durante o período de divisão são chamadas de mitótico, ou ciclo celular.

Células diferentes têm ciclos mitóticos diferentes. Na maior parte do tempo, a célula está em estado de intercinesia; a mitose dura um tempo relativamente curto. No ciclo mitótico geral, a mitose em si leva de 1/25 a 1/20 do tempo e, na maioria das células, dura de 0,5 a 2 horas.

A espessura dos cromossomos é tão pequena que ao examinar o núcleo interfásico ao microscópio óptico eles não são visíveis, só é possível distinguir os grânulos de cromatina nos nós de sua torção. Um microscópio eletrônico permitiu detectar cromossomos em um núcleo não dividido, embora neste momento eles sejam muito longos e consistam em duas cadeias de cromátides, cujo diâmetro de cada uma delas é de apenas 0,01 mícron. Conseqüentemente, os cromossomos do núcleo não desaparecem, mas assumem a forma de fios longos e finos quase invisíveis.

Durante a mitose, o núcleo passa por quatro fases sucessivas: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Prófase(do grego sobre - antes, fase - manifestação). Esta é a primeira fase da divisão nuclear, durante a qual aparecem no interior do núcleo elementos estruturais que se assemelham a finos fios duplos, o que deu origem ao nome deste tipo de divisão - mitose. Como resultado da espiralização dos cromonemas, os cromossomos na prófase tornam-se mais densos, encurtados e claramente visíveis. Ao final da prófase, pode-se observar claramente que cada cromossomo consiste em duas cromátides que se tocam intimamente. Posteriormente, ambas as cromátides são conectadas por uma área comum - o centrômero e começam a se mover gradualmente em direção ao equador celular.

No meio ou no final da prófase, o envoltório nuclear e os nucléolos desaparecem, os centríolos duplicam e movem-se em direção aos pólos. Um fuso de fissão começa a se formar a partir do material do citoplasma e do núcleo. É composto por dois tipos de fios: de sustentação e de tração (cromossômicos). Os fios de suporte formam a base do fuso e se estendem de um pólo ao outro da célula. Os fios de tração conectam os centrômeros das cromátides aos pólos da célula e posteriormente garantem o movimento dos cromossomos em direção a eles. O aparelho mitótico da célula é muito sensível a várias influências externas. Quando exposto à radiação, produtos químicos e altas temperaturas, o fuso celular pode ser destruído e ocorrem todos os tipos de irregularidades na divisão celular.

Metáfase(do grego meta - depois, fase - manifestação). Na metáfase, os cromossomos tornam-se altamente compactados e adquirem um formato específico característico de uma determinada espécie. As cromátides filhas em cada par são separadas por uma fenda longitudinal claramente visível. A maioria dos cromossomos fica com braços duplos. No ponto de inflexão - o centrômero - eles estão presos ao fio do fuso. Todos os cromossomos estão localizados no plano equatorial da célula, suas extremidades livres são direcionadas para o centro da célula. Os cromossomos são melhor observados e contados neste momento. O fuso celular também é claramente visível.

Anáfase(do grego ana - up, fase - manifestação). Na anáfase, após a divisão dos centrômeros, as cromátides, que agora se tornaram cromossomos separados, começam a se separar em pólos opostos. Nesse caso, os cromossomos têm a forma de vários ganchos, com suas extremidades voltadas para o centro da célula. Como duas cromátides completamente idênticas surgiram de cada cromossomo, o número de cromossomos em ambas as células-filhas resultantes será igual ao número diplóide da célula-mãe original.

O processo de divisão do centrômero e movimento para diferentes pólos de todos os cromossomos emparelhados recém-formados é caracterizado por uma sincronia excepcional.

No final da anáfase, os fios cromonemais começam a se desenrolar e os cromossomos que se deslocaram para os pólos não são mais visíveis com tanta clareza.

Telófase(do grego telos – fim, fase – manifestação). Na telófase, a despiralização dos fios cromossômicos continua, e os cromossomos tornam-se gradualmente mais finos e longos, aproximando-se do estado em que estavam na prófase. Um envelope nuclear é formado em torno de cada grupo de cromossomos e um nucléolo é formado. Ao mesmo tempo, a divisão citoplasmática é concluída e aparece um septo celular. Ambas as novas células-filhas entram em interfase.

Todo o processo de mitose, como já foi referido, não demora mais de 2 horas e a sua duração depende do tipo e idade das células, bem como das condições externas em que se encontram (temperatura, luz, humidade do ar, etc. .). Altas temperaturas, radiação, vários medicamentos e venenos vegetais (colchicina, acenafteno, etc.) afetam negativamente o curso normal da divisão celular.

A divisão celular mitótica é caracterizada por um alto grau de precisão e perfeição. O mecanismo da mitose foi criado e aprimorado ao longo de muitos milhões de anos de desenvolvimento evolutivo dos organismos. Na mitose, uma das propriedades mais importantes da célula como um sistema biológico vivo autogovernado e auto-reprodutor encontra sua manifestação.

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Mitose- o processo de divisão celular, durante o qual a sua estrutura sofre alterações significativas, o surgimento de novas estruturas e a implementação de etapas estritamente definidas.

Durante a mitose, as células filhas recebem um conjunto diplóide de cromossomos e a mesma quantidade de matéria nuclear, o que é característico de uma célula-mãe somática funcionando normalmente. A mitose ocorre durante a reprodução de células somáticas (células do corpo), por exemplo, nos meristemas ( tecidos de crescimento) de plantas ou nas zonas de divisão ativa de animais (em órgãos hematopoiéticos, pele, etc.). Para organismos animais, o estado de divisão é típico em tenra idade, mas também pode ocorrer na idade adulta nos órgãos correspondentes (pele, órgãos hematopoiéticos, etc.).

A mitose é uma sequência de processos estritamente definidos que ocorrem em etapas. A mitose consiste em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. A duração total da mitose é de 2 a 8 horas. Vejamos as fases da mitose com mais detalhes.

1. A prófase (a primeira fase da mitose) é a mais longa. Durante a prófase, os cromossomos aparecem no núcleo (devido à espiralização das moléculas de DNA). O nucléolo se dissolve. Todos os cromossomos são claramente visíveis. Os centríolos do centro da célula divergem para diferentes pólos da célula e um “fuso de divisão” é formado entre os centríolos. A membrana nuclear se dissolve e os cromossomos entram no citoplasma. Termina a prófase. Consequentemente, como resultado da prófase, forma-se um “fuso de divisão”, composto por dois centríolos localizados em pólos diferentes da célula e interligados por dois tipos de fios - de suporte e de tração. No citoplasma há um conjunto diplóide de cromossomos, cada um dos quais contém uma quantidade dupla (em relação à norma) de substância nuclear e tem uma constrição ao longo do eixo principal de simetria.

2. Metáfase (segunda fase de divisão). Às vezes é chamada de “fase estrela” porque, quando vistos de cima, os cromossomos formam algo parecido com uma estrela. Durante a metáfase, os cromossomos são expressos em sua maior extensão. Durante a metáfase, os cromossomos se movem para o centro da célula e são fixados pelos centrômeros aos fios de tração do fuso, o que leva ao surgimento de uma estrutura estritamente ordenada do arranjo dos cromossomos na cela. Após a fixação ao fio puxador, cada fio da cromatina é dividido em duas partes, fazendo com que cada cromossomo se assemelhe a cromossomos colados na região do centrômero. No final da metáfase, o centrômero se divide longitudinalmente (paralelo aos filamentos da cromatina) e um número tetraplóide de cromossomos é formado. Isso completa a metáfase.

Assim, no final da metáfase, aparece um número tetraplóide de cromossomos (4n), metade dos quais está presa aos fios que puxam esses cromossomos para um pólo, e a segunda metade para o outro pólo.

3. Anáfase (terceira fase, segue a metáfase). Durante a anáfase (período inicial), as fibras do fuso se contraem e, por conta disso, os cromossomos divergem para diferentes pólos da célula em divisão. Cada um dos cromossomos é caracterizado por uma quantidade normal de matéria nuclear.No final da anáfase, os cromossomos estão concentrados nos pólos da célula e espessamentos aparecem nos fios do fuso de suporte no centro da célula (no “equador ”). Isso completa a anáfase.

4. Telófase (última etapa da mitose). Durante a telófase ocorrem as seguintes alterações: os espessamentos que surgiram no final da anáfase nos fios de suporte aumentam e se fundem, formando uma membrana primária que separa uma célula-filha da outra. Como resultado, duas células contendo um conjunto diplóide de cromossomos (2n) aparecem. No lugar da membrana primária, forma-se uma constrição entre as células, que se aprofunda e, no final da telófase, uma célula se separa da outra.

Simultaneamente com a formação das membranas celulares e a divisão da célula original (mãe) em duas células-filhas, ocorre a formação final de células-filhas jovens. Os cromossomos migram para o centro de novas células, aproximam-se, as moléculas de DNA se espiralam e os cromossomos desaparecem como estruturas separadas. Um envelope nuclear se forma ao redor da substância nuclear, surge um nucléolo, ou seja, ocorre a formação de um núcleo.

Ao mesmo tempo, um novo centro celular é formado, ou seja, dois centríolos são formados a partir de um centríolo (devido à divisão), e fios de suporte puxados aparecem entre os centríolos resultantes. A telófase termina aqui e as células recém-emergidas entram no seu ciclo de desenvolvimento, que depende da localização das células e do seu papel futuro.

Existem várias maneiras de desenvolvimento de células-filhas. Uma delas é que as células recém-surgidas são especializadas para desempenhar funções específicas, por exemplo, tornam-se os elementos formados do sangue. Deixe que algumas dessas células se tornem eritrócitos (glóbulos vermelhos). Essas células crescem, atingindo determinado tamanho, depois perdem o núcleo e ficam repletas de pigmento respiratório (hemoglobina) e amadurecem, capazes de desempenhar suas funções. Para os glóbulos vermelhos, é a capacidade de realizar trocas gasosas entre os tecidos e os órgãos respiratórios, transferindo oxigênio molecular (O 2) dos órgãos respiratórios para os tecidos e dióxido de carbono dos tecidos para os órgãos respiratórios. Os glóbulos vermelhos jovens entram na corrente sanguínea, onde funcionam por 2 a 3 meses e depois morrem.

A segunda forma de desenvolvimento das células-filhas do corpo é a sua entrada no ciclo mitótico.