Kila seli huanza maisha yake inapojitenga na seli mama, na kukomesha uwepo wake, na kuruhusu seli zake za binti kuonekana. Asili hutoa zaidi ya njia moja ya kugawanya kiini chao, kulingana na muundo wao.
Njia za mgawanyiko wa seli
Mgawanyiko wa nyuklia unategemea aina ya seli:
- Utengano wa binary (unaopatikana katika prokariyoti).
- Amitosis (mgawanyiko wa moja kwa moja).
- Mitosis (inapatikana katika yukariyoti).
- Meiosis (iliyoundwa kwa ajili ya mgawanyo wa seli za viini).
Aina za mgawanyiko wa nyuklia huamuliwa na asili na inalingana na muundo wa seli na kazi inayofanya katika viumbe vikubwa au yenyewe.
Mgawanyiko wa sehemu mbili
Aina hii hupatikana zaidi katika seli za prokaryotic. Inajumuisha kuongeza mara mbili molekuli ya DNA ya mviringo. Mgawanyiko katika sehemu mbili wa kiini huitwa hivyo kwa sababu chembechembe mbili za binti zenye ukubwa unaofanana huonekana kutoka kwa seli mama.
Baada ya chembe chembe za urithi (DNA au molekuli ya RNA) kutayarishwa kwa njia ifaayo, yaani, kuongezwa maradufu, kutoka kwa ukuta wa seli huanza.septamu inayovuka hutengenezwa, ambayo polepole hupungua na kugawanya saitoplazimu ya seli katika sehemu mbili takriban zinazofanana.
Mchakato wa pili wa mtengano unaitwa budding, au uneven binary fission. Katika kesi hii, protrusion inaonekana kwenye tovuti ya ukuta wa seli, ambayo inakua hatua kwa hatua. Baada ya ukubwa wa "figo" na kiini cha mama ni sawa, watajitenga. Na sehemu ya ukuta wa seli imeunganishwa tena.
Amitosis
Mgawanyiko huu wa nyuklia unafanana na ule ulioelezwa hapo juu, kwa tofauti kwamba hakuna urudufu wa nyenzo za kijeni. Njia hii ilielezewa kwanza na mwanabiolojia Remak. Jambo hili hutokea katika seli zilizobadilishwa kiafya (kuharibika kwa uvimbe), na pia ni kawaida ya kisaikolojia kwa tishu za ini, cartilage na konea.
Mchakato wa mgawanyiko wa nyuklia unaitwa amitosis, kwa sababu seli huhifadhi kazi zake, na haizipotezi, kama wakati wa mitosis. Hii inaelezea mali ya pathological asili katika seli na njia hii ya mgawanyiko. Kwa kuongeza, mgawanyiko wa nyuklia wa moja kwa moja unafanyika bila spindle ya fission, hivyo chromatin katika seli za binti inasambazwa kwa usawa. Baadaye, seli kama hizo haziwezi kutumia mzunguko wa mitotic. Wakati mwingine, amitosisi husababisha uundaji wa seli zenye nyuklia nyingi.
Mitosis
Huu ni mpasuko wa nyuklia usio wa moja kwa moja. Mara nyingi hupatikana katika seli za eukaryotic. Tofauti kuu kati ya mchakato huu ni kwamba seli za binti na seli ya mama zina idadi sawa ya chromosomes. Hivyoidadi inayotakiwa ya seli huhifadhiwa katika mwili, na taratibu za kuzaliwa upya na ukuaji pia zinawezekana. Flemming alikuwa wa kwanza kuelezea mitosis katika seli ya mnyama.
Mchakato wa mgawanyiko wa nyuklia katika kesi hii umegawanywa katika mitosisi ya awamu na moja kwa moja. Interphase ni hali ya kupumzika ya seli kati ya mgawanyiko. Inaweza kugawanywa katika awamu kadhaa:
1. Kipindi cha presynthetic - seli hukua, protini na wanga hujilimbikiza ndani yake, ATP (adenosine trifosfati) inasanisishwa kikamilifu.
2. Kipindi cha Synthetic - Nyenzo za kijeni huongezeka maradufu.
3. Kipindi cha baada ya kusanisi - vipengele vya seli huongezeka maradufu, protini huonekana zinazounda mgawanyiko wa spindle.
Awamu za mitosis
Mgawanyiko wa kiini cha seli ya yukariyoti ni mchakato unaohitaji uundaji wa kiungo cha ziada - centrosome. Iko karibu na kiini, na kazi yake kuu ni malezi ya organelle mpya - spindle ya mgawanyiko. Muundo huu husaidia kusambaza kromosomu kwa usawa kati ya seli binti.
Kuna awamu nne za mitosis:
1. Prophase: Chromatin katika kiini huungana na kuwa chromatidi, ambayo hukusanyika karibu na centromere kuunda kromosomu katika jozi. Nucleoli hutengana na centrioles huhamia kwenye nguzo za seli. Mzunguko wa fission spindle huundwa.
2. Metaphase: Chromosomes hujipanga kwenye mstari kupitia katikati ya seli, na kutengeneza bati la metaphase.
3. Anaphase: Chromatidi husogea kutoka katikati ya seli hadi kwenye nguzo, na kisha centromere hugawanyika mara mbili. Vilekusogea kunawezekana kwa sababu ya spindle ya mgawanyiko, nyuzi ambazo hukaza na kunyoosha kromosomu katika mwelekeo tofauti.
4. Telophase: Viini vya binti huundwa. Chromatids hugeuka kuwa chromatin tena, kiini hutengenezwa, na ndani yake - nucleoli. Yote inaisha na mgawanyiko wa saitoplazimu na uundaji wa ukuta wa seli.
Endomitosis
Ongezeko la nyenzo za kijeni ambazo hazihusishi mgawanyiko wa nyuklia huitwa endomitosis. Inapatikana katika seli za mimea na wanyama. Katika kesi hii, hakuna uharibifu wa saitoplazimu na ganda la kiini, lakini chromatin hubadilika kuwa kromosomu, na kisha kukata tamaa tena.
Mchakato huu huzalisha viini vya polyploid na kuongezeka kwa maudhui ya DNA. Vile vile hutokea katika seli zinazounda koloni za uboho mwekundu. Kwa kuongeza, kuna matukio wakati molekuli za DNA mara mbili kwa ukubwa, wakati idadi ya chromosomes inabakia sawa. Zinaitwa polytene na zinaweza kupatikana katika seli za wadudu.
Maana ya mitosis
Mgawanyiko wa nyuklia wa Mitotic ni njia ya kudumisha seti thabiti ya kromosomu. Seli za binti zina seti sawa ya jeni kama mama, na sifa zote zilizomo ndani yake. Mitosis inahitajika kwa:
- ukuaji na ukuzaji wa kiumbe chembe chembe nyingi (kutoka muunganisho wa seli za vijidudu);
- kuhamisha seli kutoka tabaka za chini hadi zile za juu, na pia kuchukua nafasi ya seli za damu (erythrocytes, leukocytes, platelets);
- urejeshaji wa tishu zilizoharibika (katika baadhi ya wanyama, uwezo wa kuzaliwa upya nihali ya lazima kwa ajili ya kuishi, kama vile starfish au mijusi);
- uzazi usio na jinsia ya mimea na baadhi ya wanyama (invertebrates).
Meiosis
Taratibu za mgawanyo wa nyuklia wa seli za viini ni tofauti kwa kiasi fulani na somatic. Matokeo yake, seli hupatikana ambazo zina nusu ya habari nyingi za maumbile kama zile za watangulizi wao. Hii ni muhimu ili kudumisha idadi isiyobadilika ya kromosomu katika kila seli ya mwili.
Meiosis hufanyika katika hatua mbili:
- hatua ya kupunguza;
- hatua ya usawa.
Njia sahihi ya mchakato huu inawezekana tu katika seli zilizo na seti ya kromosomu (diploidi, tetraploid, hexaproid, n.k.). Bila shaka, itasalia kuwa inawezekana kupitia meiosis katika seli zilizo na seti isiyo ya kawaida ya kromosomu, lakini kisha uzao hauwezekani.
Ni utaratibu huu unaohakikisha utasa katika ndoa za spishi tofauti. Kwa kuwa seli za ngono zina seti tofauti za kromosomu, hii hufanya iwe vigumu kwao kuungana na kuzalisha watoto wanaoweza kuzaa au wanaoweza kuzaa.
Mgawanyiko wa kwanza wa meiosis
Jina la awamu hurudia zile zilizo katika mitosis: prophase, metaphase, anaphase, telophase. Lakini kuna tofauti kadhaa muhimu.
1. Prophase: seti mbili za chromosomes hufanya mfululizo wa mabadiliko, kupitia hatua tano (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinesis). Haya yote hutokea kutokana na kuunganishwa na kuvuka.
Mnyambuliko ni kuletwa pamoja kwa kromosomu zenye uwiano sawa. Katika leptoten kati yao huundwanyuzi nyembamba, kisha katika zygoten, kromosomu zimeunganishwa kwa jozi na kwa sababu hiyo, miundo ya chromatidi nne hupatikana.
Crossingover ni mchakato wa kubadilishana sehemu za kromatidi kati ya kromosomu dada au homologous. Hii hutokea katika hatua ya pachytene. Kuvuka (chiasmata) ya chromosomes huundwa. Mtu anaweza kuwa na mabadilishano kama hayo kutoka thelathini na tano hadi sitini na sita. Matokeo ya mchakato huu ni utofauti wa kijeni wa nyenzo inayotokana, au utofauti wa seli za vijidudu.
Wakati hatua ya diplotene inakuja, chembe changamano za kromatidi nne huvunjika na kromosomu dada hufukuzana. Diakinesis hukamilisha mpito kutoka prophase hadi metaphase.
2. Metaphase: Chromosomes hupanga mstari karibu na ikweta ya seli.
3. Anaphase: Kromosomu, ambazo bado zinajumuisha kromatidi mbili, husogea kando kuelekea kwenye nguzo za seli.
4. Telophase: Spindle huvunjika, hivyo kusababisha chembechembe mbili za haploidi zenye kiasi cha DNA mara mbili.
Mgawanyiko wa pili wa meiosis
Mchakato huu pia huitwa "mitosis ya meiosis". Kwa sasa kati ya awamu mbili, urudiaji wa DNA haufanyiki, na seli huingia kwenye prophase ya pili ikiwa na seti ile ile ya kromosomu ambayo ilikuwa imeacha baada ya telophase 1.
1. Prophase: kromosomu hujifunga, kituo cha seli hutengana (mabaki yake hutofautiana kuelekea nguzo za seli), bahasha ya nyuklia huharibiwa na spindle ya mgawanyiko huundwa, iko karibu na spindle kutoka kwa mgawanyiko wa kwanza.
2. Metaphase: chromosomes ziko kwenye ikweta, zimeundwasahani ya metaphase.
3. Anaphase: Chromosomes hugawanyika katika kromatidi, ambazo husogea.
4. Telophase: kiini hutengenezwa katika seli binti, chromatidi hupungua na kuwa chromatin.
Mwishoni mwa awamu ya pili, kutoka seli moja kuu, tuna seli nne za binti zilizo na nusu seti ya kromosomu. Ikiwa meiosis hutokea kwa kushirikiana na gametogenesis (yaani, kuundwa kwa seli za vijidudu), basi mgawanyiko ni wa ghafla, usio na usawa, na seli moja huundwa na seti ya haploid ya chromosomes na miili mitatu ya kupunguza ambayo haina kubeba taarifa muhimu za maumbile. Ni muhimu ili nusu tu ya nyenzo za maumbile ya seli ya mzazi zihifadhiwe kwenye yai na manii. Kwa kuongezea, aina hii ya mgawanyiko wa nyuklia huhakikisha kuibuka kwa michanganyiko mipya ya jeni, pamoja na urithi wa aleli safi.
Katika protozoa, kuna lahaja ya meiosis, wakati mgawanyiko mmoja tu hutokea katika awamu ya kwanza, na katika pili kuna kuvuka. Wanasayansi wanapendekeza kwamba fomu hii ni mtangulizi wa mageuzi kwa meiosis ya kawaida katika viumbe vingi vya seli. Kunaweza kuwa na njia zingine za utengano wa nyuklia ambazo wanasayansi bado hawajajua kuzihusu.
