Κυκλος ζωης Κυτταρου : Μιτωση -Μειωση Flashcards
(36 cards)
Τι ονομάζουμε κυτταρικό κύκλο και σε πόσες φάσεις τον χωρίζουμε ;
Κυτταρικό κύκλο ή κύκλο ζωής του κυττάρου , ονομάζουνε το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί από τη δημιουργία ενός κυττάρου έως τότε που και το ίδιο θα παράγει τους απογόνους του .
Τον κύκλο αυτό , αν και αποτελεί μια συνεχή διαδοχή γεγονότων τον χωρίζουμε σε δυο φάσεις , στη μεσοφαση και στη μιτωτική διαίρεση ή μιτωση ,προκειμένου να το περιγράψουμε και μελετήσουμε καλύτερα .
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της μεσοφασης ;
Η μεσοφαση παρεμβάλλεται σε δυο διαδοχικές μιτωτικές διαιρέσεις και αντιπροσωπεύει το 90% έως 95% της διαρκείας του κυτταρικού κύκλου . Τα κύτταρα κατά τη διάρκεια της μεσοφασης φαίνεται να αδρανούν ,γιατί δεν παρατηρούνται έντονα κινητικά φαινόμενα στο χώρο του πυρήνα . Στην πραγματικότητα όμως αποτελεί αφενός περίοδο αύξησης του όγκου του κυττάρου και αφετέρου περίοδο προετοιμασίας του κυττάρου για την επικείμενη διαίρεση του . Αυτό σημαίνει έντονες μεταβολικές διαδικασίες ( διπλασιασμό DNA , σύνθεση mRNA ,tRNA , πρωτεΐνες κτλ )
Ποια είναι τα στάδια της μεσοφασης ;
Απλή αναφορά .
Η μεσοφαση υποδιαιρείται στα στάδια G1 , S, G2
G1 στάδιο μεσοφασης
Στο στάδιο αυτό , που είναι το μεγαλύτερο σε διάρκεια , γίνεται η βιοσύνθεση mRNA , tRNA , ριβοσωματων και πρωτεϊνών (δομικών και λειτουργικών )
Παράλληλα εξίσου έντονη είναι και η αναπνοή του κυττάρου ώστε να καλύψει τις αυξημένες ενεργειακές ανάγκες αυτής της περιόδου .
Στάδιο S
Στο στάδιο S , που είναι το μικρότερο σε διάρκεια γίνεται ο αυτοδιπλασιασμός του γενετικού υλικού .Στο τέλος αυτού του σταδίου το κύτταρο έχει διπλασιάσει την ποσότητα του γενετικού του υλικού, ενώ τα δύο αντίγραφα που έχουν παραχθεί φέρουν ταυτόσημες γενετικές πληροφορίες
G2
Το στάδιο G2 είναι μια μεταβατική περίοδος πριν από την έναρξη της μιτωτικής διαίρεση. Στη διάρκεια της τα μιτοχόνδρια ,οι χλωροπλάστες,και το κεντροσωμάτιο (στα ζωικά κύτταρα )διαιρούνται. Τα χρωμοσώματα δεν μπορούν να γίνουν ακόμη ορατά ως μεμονωμένες δούμε γιατί η χρωματίνη που τα συνιστά δεν έχει συμπυκνωθεί στο μέγιστο βαθμό .
Ποιος είναι ο σκοπός της κυτταρικής διαίρεσης;
Η Κυτταρική διαίρεση είναι η αφετηρία της ανάπτυξης και αναπαραγωγής των οργανισμών . Πιο συγκεκριμένα με Κυτταρική διαίρεση επιτελείται :
1. Η μονογονική αναπαραγωγή των οργανισμών
κατά την οποία το νέο ή τα νέα άτομα προέρχονται από ένα μόνο γονέα
2 Η αμφιγονική αναπαραγωγή των οργανισμών
κατά την οποία το νέο άτομο είναι προϊόν γονιμοποίησης ,συνένωσης δηλαδή δυο εξειδικευμένων κυττάρων ( γαμετών ) που προέρχονται από γονείς διαφορετικού φύλου .
3. Η αύξηση του αριθμού των κυττάρων και συνεπώς η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών .
4. Η αντικατάσταση των νεκρών , κατεστραμμένων , ή γερασμένων κυττάρων στους ιστούς με αλλά όμοια με αυτά .
Ποια είναι τα είδη της κυτταρικής διαίρεσης επιγραμματικά
Ο βασικός τύπος κυτταρικής διαίρεσης στα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι Μιτωση . Ωστόσο οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί, που παράγονται αμφιγονικά έχουν αναπτύξει και μια πιο εξελιγμένη παραλλαγή της, την μείωση, με την οποία παράγουν τους απλοειδείς γαμέτες τους.Στους προκαρυωτικους οργανισμούς η Κυτταρική διαίρεση είναι απλούστερη ,γίνεται με διχοτομηση , και δεν έχει τα χαρακτηριστικά της μίτωσης .
Ποιες διαιρέσεις εξασφαλίζουν την δημιουργία νέων κυττάρων;( ευκαρυωτικα κύτταρα )/ διαδικασίες μιτωση
Η μιτωση είναι το συντομότερο αλλά και εντυπωσιακότερο στάδιο του κυτταρικού κύκλου ,που οδηγεί τελικά στη δημιουργία δυο πανομοιότυπων ( όσο και με το μητρικό ) θυγατρικών κυττάρων
Αυτό διασφαλίζεται με δυο διαδοχικές διαδικασίες . Την πυρηνική διαίρεση και την κυτταροπλασματικη διαίρεση , που συμβαίνουν στη διάρκεια της μίτωσης .
Κατά τη διάρκεια της πυρηνικής διαίρεσης γίνεται ακριβοδίκαιη διανομή γενετικού υλικού στους δύο θυγατρικούς πυρήνες .
Κατά τη διάρκεια της κυτταροπλασματικης διαίρεσης ,το κυτταρόπλασμα του μητρικού κυττάρου μοιράζεται στα δυο θυγατρικά κύτταρα ,έτσι ώστε το καθένα να αποκτήσει το απαραίτητο κυτταρόπλασμα και οργανίδια .
Ποια είναι τα στάδια της πυρηνικής διαιρέσεις ονομαστικά;
Η πυρηνική διαίρεση είναι ένα συνεχές φαινόμενο και μόνο για να διευκολυνθούμε στην μελέτη και στην περιγραφή του το χωρίζουμε σε στάδια . Τα στάδια αυτά για τα περισσότερα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι τέσσερα : η πρόφαση ,η μεταφαση , η ανάφαση και η τελοφαση .
Διαδικασία πρόφασης
Είναι το μεγαλύτερο σε διάρκεια στάδιο της μίτωσης . Στη διάρκεια της τα ινιδια της χρωματινης αρχίζουν να περιελίσσονται και να συμπυκνώνονται για να πάρουν τη χαρακτηριστική μορφή των χρωμοσωμάτων . Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δυο αδελφές χρωματίδες ενωμένες στο κεντρομεριδιο . Επειδή οι αδελφές χρωματίδες είναι αποτέλεσμα του αυτοδιπλασιασμού του γενετικού υλικού που έγινε κατά τη μεσοφαση ,αποτελούνται η κάθε μια από ένα δίκλωνο μόριο DNA και είναι γενετικά όμοιες . Ο λόγος για τον οποίο το γενετικό υλικό του κυττάρου πακεταρεται σε χρωμοσώματα είναι απλός : Δεν πρέπει να σπάσει ούτε να χαθεί τίποτε κατά τη μεταφορά του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα
Στη συνέχεια σχηματίζεται η Άτρακτος . Αυτό στα ζωικά κύτταρα γίνεται με τη βοήθεια του κεντροσωματίου ,που έχει ήδη διπλασιαστεί κατά τη μεσοφαση . Τα δυο κεντοσωματια μετακινούνται προς τους δυο πόλους . Από κάθε κεντροσωματιο προβάλλουν ακτινωτά νημάτια ,οι μικροσωλινισκοι ,που σιγά σιγά σχηματίζουν την άτρακτο . Στα φυτικά κύτταρα είναι προφανές ότι η Άτρακτος δεν οργανώνεται από κεντροσωματοαβαφου δεν διαθέτουν τέτοια .
Ο πυρηνικός φάκελος και ο πυρηνικός αποδιοργανώνονται, επιτρέποντας στους μικροσωληνίσκους να εισβάλουν στο χώρο που καταλάμβανε ο πυρήνας και να ενωθούν με τα κεντρομεριδια των χρωμοσωμάτων .
Ποιος είναι ο λόγος για τον οποίο το γενετικό υλικό του κυττάρου πακεταρεται σε χρωμοσώματα ;
Ο λόγος για τον οποίο το γενετικό υλικό του κυττάρου πακεταρεται σε χρωμοσώματα είναι απλός : Δεν πρέπει να σπάσει ούτε να χαθεί τίποτε κατά τη μεταφορά του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα.
Πως σχηματίζεται η Άτρακτος ;
Η Άτρακτος σχηματίζεται στο στάδιο της προφασης . Ο σχηματισμος της ατράκτου στα ζωικά κύτταρα γίνεται με τη βοήθεια του κεντροσωματίου ,που έχει ήδη διπλασιαστεί κατά τη μεσοφαση . Τα δυο κεντοσωματια μετακινούνται προς τους δυο πόλους . Από κάθε κεντροσωματιο προβάλλουν ακτινωτά νημάτια ,οι μικροσωλινισκοι ,που σιγά σιγά σχηματίζουν την άτρακτο . Στα φυτικά κύτταρα είναι προφανές ότι η Άτρακτος δεν οργανώνεται από κεντροσωματοαβαφου δεν διαθέτουν τέτοια .
Μεταφαση
Με την έναρξη της τα χρωμοσώματα εγκαταλείπουν τις τυχαίες θέσεις που καταλάμβαναν κατά την πρόφαση και αρχίζουν να μετακινούνται κατά μήκος των νηματίων της ατράκτου προς το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου .
Στο τέλος αυτής της φάσης τα χρωμοσώματα έχουν φτάσει στο Ισημερινό επίπεδο, με τις αδερφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος να έχουν τοποθετηθεί παράλληλα προς αυτό. Κατά τη μετάφραση συνεχίζεται η συμπύκνωση της χρωματίνης. Στο τέλος της τα χρωμοσώματα έχουν το μέγιστο βαθμό συμπύκνωσης γι’ αυτό είναι περισσότερο διακριτά απ’ όσο σε κάθε άλλο στάδιο του κυτταρικού κύκλου. Γι’ αυτό το λόγο η παρατήρηση, η φωτογράφιση, όπως και κάθε άλλη διαδικασία που αφορά την μελέτη της δομής, το μήκος ή τον αριθμό των χρωμοσωμάτων, γίνεται κατά τη διάρκεια της.
Αναφαση
Αρχίζει με την διαίρεση του κεντρομεριδίου κάθε χρωμοσώματος. Με την ολοκλήρωση αυτής της διαίρεσης κάθε μία από τις αδερφές χρωματίδες ανεξαρτητοποιείται από την άλλη. Οι μικροσωληνίσκοι της ατράκτου ασκούν αντίθετη έλξη στα δημιουργούμενα κεντρομερίδια και έτσι οι δύο αδερφές χρωματίδες αποχωρίζονται και κατευθύνονται προς αντίθετο πόλο η κάθε μια . Από το σημείο αυτό θεωρούμε ότι κάθε χρωματιδα αποτελεί πλέον ανεξάρτητο χρωμόσωμα .
Τελοφαση
Όταν κάθε μία από τις δύο πλήρεις σειρές χρωμοσωμάτων που δημιουργήθηκαν κατά την ανάφαση φτάσει στον πόλο του κυττάρου προς τον οποίο κατευθυνόταν αρχίζει το τελικό στάδιο της πυρηνικής διαίρεσης ,η τελοφαση .
Στη διάρκεια της συμβαίνουν ακριβώς αντίθετες διαδικασίες από αυτές που συνέβησαν στη πρόφαση .
Η άτρακτος αποδιοργανώνεται και επανεμφανίζονται οι πυρηνικοί Φάκελοι . Δημιουργούνται έτσι δυο θυγατρικοι πυρήνες . Σε καθέναν απ’ αυτούς τα χρωμοσώματα επανέρχονται στην μορφή του δικτύου χρωματίνης της μεσόφασης και επανασχηματιζεται ο πυρηνίσκος.
Πως γίνεται η κυτταροπλασματική διαίρεση;
(Καταρχάς με την διαδικασία της πυρηνικής διαίρεσης δημιουργούνται δύο γενετικά πανομοιότυποι πυρήνες, οι οποίοι ομως μοιράζονται το ίδιο κυτταρόπλασμα . Για να ολοκληρωθεί συνεπώς η μίτωση πρέπει να διαιρεθεί και το κυτταρόπλασμα ώστε να σχηματίσουν δυο αυτοτελή κύτταρα . Αυτό γίνεται με τη διαδικασία της κυτταροπλασματικης διαίρεσης κατά την οποία διανέμεται το κυτταρόπλασμα στα δυο θυγατρικά κύτταρα . )
Ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η κυτταροπλασματικη διαίρεση εξαρτάται από το είδος του κυττάρου .
Στα ζωικά κύτταρα ,
στο ύψος του Ισημερινού επιπέδου του κυττάρου σχηματίζεται ένας περιφερικός δακτύλιος από ινιδια ακτίνης . Ο δακτύλιος αυτός με την πάροδο του χρόνου στενεύει όλο και περισσότερο ώσπου να διχοτομήσει τελικά το κύτταρο ( αυλάκωση )
Στα ανώτερα φυτικά κύτταρα
η κυτταροπλασματικη διαίρεση γίνεται με εντελώς διαφορετικό τρόπο . Ήδη από το τέλος της ανάφασης , στην περιοχή του Ισημερινού επιπέδου αρχίζει να δημιουργείται από μικροσωληνισκους ο φραγμοπλαστης . Από το φραγμοπλάστη θα προκύψουν τα κυτταρικά τοιχώματα των δυο θυγατρικών κυττάρων .
Τι είναι ο φραγμοπλάστης ;
Είναι ένα πλέγμα από μικροσωλινισκους στα φυτικά κύτταρα που βοηθά στην κυτταροπλασματικη διαίρεση . Από αυτόν στη συνέχεια δημιουργείται το κυτταρικό τοίχωμα στα νέα κύτταρα .
Ποιοι είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου;
Η διάρκεια του κυτταρικού κύκλου αλλά και η διάρκεια κάθε μιας από τις φάσεις του εξαρτώνται από :
1. Τύπο κυττάρου
2. Εξωτερικούς παράγοντες
Πχ θερμοκρασία , παροχή θρεπτικών συστατικών , οξυγόνου κα
Μερικά κύτταρα ολοκληρώνουν τον κυτταρικό τους κύκλο σύντομα και αυτό τους επιτρέπει να διαιρούνται με μεγάλη συχνότητα . Και υπάρχουν και άλλα κύτταρα όπως τα νευρικά που από τη στιγμή που θα δημιουργηθούν διαιρούνται σπάνια ή και καθόλου .
Ποια είναι η βιολογική σημασία της μίτωσής;
Καταρχας αν παραλείψουμε τα ενδιάμεσα στάδια της μιτωσης και εστιάσουμε την προσοχή μας μόνο στο αρχικό κύτταρο και τα δυο θυγατρικά του, τότε θα παρατηρήσουμε ότι έχουν μια σημαντική ομοιότητα . Και τα τρία είναι ταυτόσημα από γενετική αποψη , γιατι καθενα απο τα δυο θυγατρικά πήρε τη μια απο τις δυο αδελφες χρωματιδες του κάθε χρωμοσωματος του μητρικού κυττάρου .
Η μιτωση ,δηλαδή , είναι μια διαδικασία που ευνοεί τη γενετική σταθερότητα και για το λόγο αυτό αποτελεί τη διαδικασία με την οποία γίνεται
1. Η μονογονική αναπαραγωγή των μονοκύτταρων και των πολυκύτταρων ευκαρυωτικών οργανισμών . Οι απόγονοι τους έχουν τον ίδιο αριθμό και το ίδιο είδος χρωμοσωμάτων με τους προγόνους τους
2 . Η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών και η ανανέωση των κυττάρων τους . Τα κύτταρα που προστίθενται στον αναπτυσσόμενο οργανισμό ή αντικαθιστούν τα κατεστραμμένα ή γηρασμένο , έχουν ίδιο αριθμό και ίδιο είδος χρωμοσωμάτων με τα κύτταρα από τα οποία προήλθαν
Διαφορές μονογονικής -αμφιγονικής αναπαραγωγής ;
Στη μονογονικη αναπαραγωγή οι γενετικές πληροφορίες για τη δημιουργία του νέου άτομο προέρχονται από ένα μοναδικό γονέα . Είναι λοιπόν επόμενο οι απόγονοι , λόγω της πιστότητας της αντιγραφής του γενετικού υλικού και της ακρίβειας τις διανομής του με τη μιτωση να είναι πίστα αντίγραφα του .
Αντίθετα στην αμφιγονική αναπαραγωγή , τις γενετικές πληροφορίες για τη δημιουργία του νέου ατόμου συνεισφέρουν δυο γονείς διαφορετικού φύλου . Οι απόγονοι επομένως δεν μπορεί να είναι ακριβή αντίγραφα κανενός αλλά προϊόν γενετικής συμβολής και των δυο .
Σημασία μείωσης
Αν κάθε γονέας μεταβίβαζε στον απόγονο του τον ακριβή αριθμό των χρωμοσωμάτων του ,το νέο άτομο θα είχε το άθροισμα του αριθμού των χρωμοσωμάτων και των δυο . Ένας τέτοιος απόγονος όμως , ακόμη και αν επιβίωνε , θα είχε διαφορετικό αριθμό χρωμοσωμάτων από αυτόν που ειναι καθορισμένος για το είδος του .
Και το πρόβλημα αυτό στους αμφιγονικα αναπαραγόμενους οργανισμούς λύθηκε στη διάρκεια της εξέλιξης με δυο μηχανισμούς τη μείωση και τη γονιμοποίηση .
Με τη μείωση κάθε γονέας παράγει τους γαμέτες του , δηλαδή εξειδικευμένα αναπαραγωγικά κύτταρα , που φέρουν το μισό αριθμό χρωμοσωμάτων από το κανονικό ,είναι δηλαδή απλοειδη .
Με τη γονιμοποίηση ο θηλυκός γαμέτης και ο αρσενικός γαμέτης συνενώνονται σε ένα νέο κύτταρο το ζυγωτο ,από το οποίο με συνεχείς μιτωτικές διαιρέσεις ,προκύπτει ο νέος οργανισμός . Το κύτταρο αυτό είναι διπλοειδες και κατεπεκταση διπλοειδής είναι και ο νέος οργανισμός , αφού η συνένωση απλοειδων γαμετών επαναφέρει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο κανονικό .
Επίσης η μείωση δεν αποσκοπεί στην παραγωγή γαμετών που γενικά και αόριστα έχουν τον μισό αριθμό χρωμοσωμάτων . Αντίθετα παράγει γαμέτες που έχουν πάρει από κάθε ζεύγος ομολόγων χρωμοσωμάτων ,υποχρεωτικά τη μια χρωματιδα , η οποία με το τέλος της μείωσης αντιστοιχεί σε ένα χρωμόσωμα .
Χαρακτηριστικά μείωσης
Η μείωση γίνεται σε μια ειδική κατηγορία διπλοειδών κυττάρων ,που χαρακτηρίζονται ως άωρα γεννητικά κύτταρα . Μετά τον αυτοδιπλασιασμο του γενετικού υλικού ( κάθε χρωμόσωμα αποτελείται απο δυο αδελφές χρωματίδες ) στο κύτταρο που πρόκειται να υποστεί τη μείωση γίνονται δυο διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις . Κάθε μια απο αυτές περιλαμβάνει μια διαίρεση του πυρήνα και μια του κυτταροπλάσματος .
Απο την πρώτη Κυτταρική διαίρεση που χαρακτηρίζεται ως 1η μειωτική διαίρεση ή μείωση I παράγονται δυο κύτταρα .
Καθένα από τα οποία υφίσταται τη 2η Κυτταρική διαίρεση που χαρακτηρίζεται ως 2η μειωτικη διαίρεση ή μείωση ΙΙ με αποτέλεσμα την παραγωγή τεσσάρων γαμετών .
Σε ότι αφορά τον άνθρωπο τεσσερις γαμέτες στον άντρα είναι λειτουργικοί , δηλαδή σπερματοζωάρια . Αντίθετα στη γυναίκα ένας μόνο από τους τεσσερις γαμέτες είναι λειτουργικός δηλαδή ωάριο .
Χαρακτηριστικά προφασης Ι
Είναι το μεγαλύτερο σε διάρκεια στάδιο της μείωσης. Τα γεγονότα που συμβαίνουν στη διάρκεια της είναι τα ακόλουθα :
α. Εμφανίζονται τα χρωμοσώματα , χωρίς όμως να είναι δυνατή στα αρχικά τουλάχιστον στάδια η διάκριση των αδελφών χρωματίδων
β. Τα ομόλογα χρωμοσώματα εγκαταλείπουν τις τυχαίες θέσεις που κατείχαν στο χώρο του πυρήνα και τοποθετούνται το ένα απέναντι στο άλλο . Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται σύναψη , γίνεται με εξαιρετική ακρίβεια , γιατί τα ομόλογα χρωμοσώματα στοιχίζονται έτσι ώστε οι αντίστοιχοι γονιδιακοί τόποι ( δηλαδή οι θέσεις στις οποίες εδράζονται τα γονιδια που ελέγχουν το ίδιο γνώρισμα να είναι ο ένας απέναντι στον άλλο .
β. Ορισμένες φορές εξαιτίας της σύναψης είναι δυνατόν οι αδελφές χρωματίδες των ομολόγων χρωμοσωμάτων ,που έχουν γίνει πια ορατές να μπερδευτούν μεταξύ τους .Έτσι δημιουργούνται τα χαρακτηριστικά και ορατά από το οπτικό μικροσκόπιο χιάσματα ,στα οποία οι χρωματίδες κόβονται και επανασυγκολλώνται αφού όμως έχουν ανταλλάξει μεταξύ τους ομόλογα χρωμοσωμικα τμήματα . Το φαινόμενο αυτό που ονομάζεται επιχιασμος δίνει τη δυνατότητα στα ομόλογα χρωμοσώματα να ανταλλάξουν μεταξύ τους γονιδια . Αυτό εξασφαλίζει γενετική ποικιλομορφία στους οργανισμούς που αναπαράγονται με αμφιγονια .
