Kako bi zaliječio ozljedu, vaše tijelo mora zamijeniti oštećene stanice zdravim novim...a mitoza igra ključnu ulogu u tom procesu! Mitoza je proces diobe stanica koji vam pomaže da ostanete živi i zdravi. Drugim riječima, u svijetu stanične biologije, mitoza je velika stvar!
Ali kao i sa svime što je povezano sa znanošću, mitoza može biti pomalo zbunjujuća kada je prvi put pokušate razumjeti. Ključna ideja je da proces mitoze uključuje četiri fazama , ili korake, koje trebate razumjeti ako želite razumjeti kako funkcionira mitoza.
U ovom ćemo članku učiniti sljedeće kako bismo vam raščlanili četiri koraka mitoze i pomogli vam da se upoznate s fazama mitoze:
- Ukratko definirajte mitozu i eukariotske stanice
- Razdvojite redom četiri faze mitoze
- Navedite dijagrame mitoze za faze mitoze
- Dati vam pet izvora za učenje više o fazama mitoze
Sada, zaronimo!
Istaknuta slika: Jpablo cad i Juliana Osorio/ Wikimedia Commons
(Marek Kultys/ Wikimedia Commons)
Što je mitoza?
Mitoza je proces koji se odvija tijekom staničnog ciklusa . Uloga mitoze u staničnom ciklusu je repliciranje genetskog materijala u postojećoj stanici—poznatoj kao matična stanica—i distribucija tog genetskog materijala u dvije nove stanice, poznate kao stanice kćeri. Kako bi prenio svoj genetski materijal u dvije nove stanice kćeri, matična stanica mora proći kroz staničnu diobu ili mitozu. Mitoza rezultira u dvije nove jezgre—koje sadrže DNK—koje na kraju postaju dvije identične stanice tijekom citokineza .
Mitoza se javlja u eukariotske (životinjske) stanice . Eukariotske stanice imaju jezgru koja sadrži stanični genetski materijal. Ključni dio mitoze uključuje razgradnju nuklearna membrana koji okružuje staničnu DNK tako da se DNK može replicirati i odvojiti u nove stanice. Druge vrste stanica, npr prokarioti , nemaju nuklearnu membranu koja okružuje njihovu staničnu DNK, zbog čega se mitoza događa samo u eukariotskim stanicama.
Glavna svrha mitoze je postići regeneraciju stanica, zamjenu stanica i rast živih organizama. . Mitoza je važna jer osigurava da će sve nove stanice koje se generiraju u određenom organizmu imati isti broj kromosoma i genetske informacije. Kako bi se postigao ovaj cilj, mitoza se odvija u četiri diskretne, dosljedno uzastopne faze: 1) profaza, 2) metafaza, 3) anafaza i 4) telofaza .
Ovdje imamo pregled mitoze, što je više uvod u ono što je mitoza i kako funkcionira. Ako ste još uvijek malo nesigurni po pitanju mitoze, odatle biste definitivno trebali početi.
Ono na što ćemo se detaljnije usredotočiti u ovom članku su 4 faze mitoze: profaza, metafaza, anafaza, telofaza i što se događa tijekom tih faza! Pa krenimo na stvar.
4 faze mitoze: profaza, metafaza, anafaza, telofaza
Dakle, koje su faze mitoze? Četiri faze mitoze poznate su kao profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Osim toga, spomenut ćemo tri druga međufaza (interfaza, prometafaza i citokineza) koja igraju ulogu u mitozi.
Tijekom četiri faze mitoze dolazi do diobe jezgre kako bi se jedna stanica podijelila na dvije. Zvuči dovoljno jednostavno, zar ne? Ali u svakom koraku mitoze događaju se različite stvari, a svaki je korak ključan za pravilnu diobu stanica. To znači da uspješna dioba stanica ovisi o preciznosti i regulaciji svaki faza mitoze. Zato je važno razumjeti i artikulirati ulogu svake faze u ukupnoj mitozi.
Također: možda ste vidjeli ili čuli da se dijelovi mitoze nazivaju različitim stvarima: faze mitoze, stupnjevi mitoze, koraci mitoze ili možda čak nešto drugo. Sve te različite fraze odnose se na potpuno isti proces. Sve dok se sjećate da su faze/faze/koraci mitoze stalno događaju istim redoslijedom, nije bitno koji od tih izraza koristite!
Zatim ćemo raščlaniti četiri faze mitoze kako biste mogli razumjeti kako se mitoza odvija kroz svaku fazu.
(Ph. Immel/ Wikimedia Commons)
Interfaza: Što se događa prije mitoze
Interfazu možemo zamisliti kao prijelaznu fazu. Interfaza je kada se roditeljska stanica priprema za mitozu . Ova se faza ne smatra dijelom mitoze, ali razumijevanje onoga što se događa tijekom interfaze može pomoći da koraci mitoze imaju malo više smisla.
Interfazu možete zamisliti kao predgrupu. Oni nisu bend koji ste došli vidjeti, ali oni zagriju publiku za glavni događaj.
ja interfaza se javlja prije početka mitoze i obuhvaća ono što se naziva stadij G1, ili prvi procjep, stadij S, ili sinteza, i stadij G2, ili drugi procjep . Faze G1, S i G2 uvijek se moraju pojaviti ovim redoslijedom. Stanični ciklus počinje stadijem G1, koji je dio interfaze.
Dakle, kako se roditeljska stanica priprema za mitozu tijekom interfaze? Tijekom interfaze, stanica je zaposlena rastom . Proizvodi proteine i citoplazmatske organele tijekom G1 faze, duplicira svoje kromosome tijekom S faze, zatim nastavlja rasti u pripremi za mitozu u G2 fazi.
U staničnom ciklusu, interfaza se ne događa samo prije mitoza-također se izmjenjuje s mitozom . Važno je zapamtiti da je ovo ciklus koji se ponavlja . Kada mitoza završi, interfaza ponovno počinje! Zapravo, u velikoj shemi staničnog ciklusa, mitoza je mnogo kraća faza od interfaze.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
Faza 1: Profaza
Profaza je prvi korak mitoze. Tada se genetska vlakna unutar stanične jezgre, poznata kao kromatin , počinju se kondenzirati i postaju čvrsto zbijeni zajedno .
Tijekom interfaze, kromosomi matične stanice se repliciraju, ali još nisu vidljivi. Oni samo lebde okolo u obliku slabo skupljenog kromatina. Tijekom profaze taj se labavi kromatin kondenzira i oblikuje u vidljive, pojedinačne kromosome.
Budući da se svaki od kromosoma roditeljske stanice replicirao tijekom interfaze, postoje dvije kopije svakog kromosoma u stanici tijekom profaze. Nakon što se kromatin kondenzira u pojedinačne kromosome, genetski identični kromosomi se spajaju i formiraju oblik X, tzv. sestrinske kromatide .
Ove sestrinske kromatide nose identičnu DNK i spojene su u središtu (u sredini oblika X) u točki zvanoj centromera . Centromeri će služiti kao sidra koja će se koristiti za razdvajanje sestrinskih kromatida tijekom kasnije faze mitoze. I to je ono što se događa unutar jezgre tijekom profaze!
Nakon što se formiraju sestrinske kromatide, nastaju dvije strukture tzv centrosomi odmaknuti jedno od drugoga vani jezgre. Dok se kreću na suprotne strane stanice, centrosomi formiraju nešto što se naziva mitotičko vreteno . Mitotičko vreteno će na kraju biti odgovorno za odvajanje identičnih sestrinskih kromatida u dvije nove stanice i sastoji se od dugih proteinskih niti, tzv. mikrotubule .
Kasna profaza: Prometafaza
Prometafaza se često naziva kasna profaza. (Iako se ponekad naziva i ranom metafazom ili se naziva sasvim zasebnom fazom!) Bez obzira na to, neke se stvarno važne stvari događaju tijekom prometafaze koje pokreću staničnu diobu i koji pomažu objasniti što se događa u metafazi.
Prometafaza je faza mitoze koja slijedi nakon profaze i prethodi metafazi. Kratka verzija onoga što se događa tijekom prometafaze je da se nuklearna membrana raspada .
Evo duge verzije onoga što se događa tijekom prometafaze: prvo, jezgrinoj membrani ili jezgrinoj ovojnici (tj. lipidni dvosloj koji okružuje jezgru i obavija genetski materijal u jezgri) raspada se u hrpu membranskih vezikula. Nakon što se nuklearna ovojnica raspadne, sestrinske kromatide koje su bile zaglavljene unutar jezgre oslobađaju se.
Sada kada je zaštitni omotač jezgre nestao, mikrotubule kinetohore pomaknuti blizu sestrinskih kromatida i pričvrstiti se za njih na centromeri (to mjesto u središtu X). Sada su ti mikrotubuli kinetohora usidreni na suprotnim polovima na oba kraja stanice, pa se protežu prema sestrinskim kromatidama i povezuju ih s jednim od rubova stanice.
To je poput hvatanja ribe štapom za pecanje - na kraju će se kromatide odvojiti i povući na suprotne krajeve stanice.
I to je kraj prometafaze. Nakon završetka prometafaze, počinje metafaza — druga službena faza mitoze.
( Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
Faza 2: Metafaza
Metafaza je faza mitoze koja slijedi nakon profaze i prometafaze i prethodi anafazi. Počinje metafaza nakon što se svi mikrotubuli kinetohora pričvrste za centromere sestrinskih kromatida tijekom prometafaze.
Dakle, evo kako se to događa: sila koja se stvara tijekom prometafaze uzrokuje da mikrotubule počnu povlačiti naprijed-natrag sestrinske kromatide. Budući da su mikrotubule usidrene na suprotnim krajevima stanice, njihovo povlačenje naprijed-natrag s različitih strana sestrinskih kromatida postupno pomiče sestrinske kromatide u sredinu stanice.
Ova jednaka i suprotna napetost uzrokuje da se sestrinske kromatide poravnaju duž imaginarne — ali vrlo važne! — linije koja se povlači niz sredinu stanice. Ova zamišljena linija koja dijeli ćeliju po sredini naziva se metafazna ploča ili ekvatorijalna ravnina .
Sada, kako bi metafaza napredovala u anafazu, sestrinske kromatide moraju biti ravnomjerno raspoređene po toj metafaznoj ploči. Tu dolazi metafazna kontrolna točka: metafazna kontrolna točka osigurava da su kinetohore ispravno pričvršćene na mitotička vretena i da su sestrinske kromatide ravnomjerno raspoređene i poravnate po metafaznoj ploči. Ako jesu, stanica dobiva zeleno svjetlo za prelazak na sljedeću fazu mitoze.
Kontrolna točka je vrlo važna jer pomaže stanici osigurati da njezina mitoza rezultira dvjema novim, identičnim stanicama s istom DNK! Samo kada stanica uspješno prođe kontrolnu točku metafaze može stanica prelazi u sljedeću fazu mitoze: anafazu.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons )
oštar kut
Faza 3: Anafaza
Treća faza mitoze, koja slijedi nakon metafaze i prethodi telofazi, je anafaza. Otkako su se sestrinske kromatide počele pričvršćivati na centrosomi na suprotnim krajevima stanice u metafazi, oni su pripremljeni i spremni za početak odvajanja i formiranja genetski identičnih kromosoma kćeri tijekom anafaze.
Tijekom anafaze, centromere u središtu sestrinskih kromatida se odsijecaju . (Zvuči gore nego što jest!) Sjećate li se kako su sestrinske kromatide pričvršćene na mitotičko vreteno? Vreteno se sastoji od mikrotubula, koji se počinju skupljati tijekom ove faze mitoze. One postupno povlače odsječene sestrinske kromatide prema suprotnim polovima stanice.
Anafaza osigurava da svaki kromosom dobije identične kopije DNK roditeljske stanice. Sestrinske kromatide razdvajaju se po sredini u svojoj centromeri i postaju pojedinačni, identični kromosomi. Nakon što se sestrinske kromatide odijele tijekom anafaze, nazivaju se sestrinski kromosomi. (Oni su zapravo više kao jednojajčani blizanci!) Ovi će kromosomi funkcionirati neovisno u novim, odvojenim stanicama nakon završetka mitoze, ali i dalje dijele identične genetske informacije.
Konačno, tijekom U drugoj polovici anafaze stanica se počinje izduživati dok se polarni mikrotubuli međusobno guraju . Od izgleda kao jedna okrugla stanica postaje...pa, više poput jajeta kako se novi setovi kromosoma udaljavaju jedan od drugog.
Na kraju anafaze kromosomi postižu maksimalnu razinu kondenzacije. To pomaže novorazdvojenim kromosomima boravak odvaja i priprema jezgru za ponovno formiranje . . . koja se javlja u završnoj fazi mitoze: telofazi.
(Kelvinsong/ Wikimedia Commons)
Faza 4: Telofaza
Telofaza je posljednja faza mitoze. Telofaza je kada novorazdvojeni kromosomi kćeri dobiju svoje pojedinačne nuklearne membrane i identične skupove kromosoma.
Pred kraj anafaze, mikrotubule su se počele gurati jedna o drugu i uzrokovati izduživanje stanice. Ti polarni mikrotubuli nastavljaju izduživati stanicu tijekom telofaze! U međuvremenu, odvojeni kromosomi kćeri koji su povučeni na suprotne krajeve stanice konačno stižu do mitotičkog vretena.
Nakon što se kromosomi kćeri potpuno odvoje na suprotne polove stanice, membranski mjehurići stare, pokvarene jezgrene ovojnice roditeljske stanice formiraju se u novi nuklearni omotač. Ova nova nuklearna ovojnica formira se oko dva seta odvojenih kromosoma kćeri, stvarajući dvije odvojene jezgre unutar iste stanice.
Događaje u telofazi možete zamisliti kao obrat događaja koji se događaju tijekom profaze i prometafaze. Sjećate li se kako su profaza i prometafaza sve o jezgri matične stanice koja se počinje razgrađivati i odvajati? Telofaza je reformacija nuklearne ovojnice oko novih jezgri kako bi se one odvojile od citoplazme svake stanice.
Sada kada su dva seta kromosoma kćeri uklopljena u novu nuklearnu ovojnicu, ponovno se počinju širiti . Kada se to dogodi, to je kraj telofaze, a mitoza je završena.
(LadyofHats/ Wikimedia Commons )
Citokineza: Što se događa nakon mitoze
Kao međufaza, citokineza nije dio mitoze, ali je definitivno važan dio staničnog ciklusa koji je neophodan za dovršetak stanične diobe. Ponekad se događaji citokineze preklapaju s telofazom, pa čak i anafazom, ali se citokineza još uvijek smatra odvojenim procesom od mitoze.
Citokineza je stvarna podjela stanične membrane u dvije diskretne stanice . Na kraju mitoze postoje dvije nove jezgre sadržane unutar postojeće roditeljske stanice, koja se ispružila u duguljasti oblik. Dakle, u ovom trenutku, zapravo postoje dvije potpune jezgre koje vise u jednoj stanici!
Dakle, kako jedna stanica postaje dvije stanice? Citokineza je odgovorna za dovršetak procesa diobe stanica uzimanjem tih novih jezgri, odvajanjem stare stanice na pola i osiguravanjem da svaka od novih stanica kćeri sadrži jednu od novih jezgri.
Evo kako se odvajanje stare stanice postiže tijekom citokineze: sjećate se one zamišljene linije koja se proteže sredinom stanice i dijeli centrosome, a zove se metafazna ploča? Tijekom citokineze razvija se kontraktilni prsten od proteinskih filamenata na mjestu gdje je bila ta metafazna ploča.
Nakon što se kontraktilni prsten formira u sredini stanice, on se počinje skupljati, što povlači vanjsku plazma membranu stanice prema unutra. Možete to zamisliti kao remen koji se samo steže oko sredine ćelije, stežući je u dva dijela. Na kraju se kontraktilni prsten toliko smanji da se plazma membrana odvoji i odvojene jezgre se mogu formirati u vlastite stanice.
Završetak citokineze označava kraj M-faze staničnog ciklusa, čiji je dio i mitoza. Na kraju citokineze dioba staničnog ciklusa je službeno završila.
5 (besplatnih!) izvora za daljnje proučavanje koraka mitoze
Mitoza je složen proces, a faze mitoze uključuju mnogo velikih riječi i nepoznatih pojmova o kojima biste možda željeli naučiti više. Ako ste zainteresirani dublje zaroniti u 4 faze mitoze, pogledajte naših pet predloženih izvora za daljnje proučavanje koraka mitoze, objašnjenih u nastavku!
#1: Mitosis Animations Online
Čitanje svega o mitozi definitivno može biti od pomoći, ali što ako vam vizualni materijali stvarno pomognu razumjeti kako stvari funkcioniraju? Tu bi vam web animacije mitoze mogle dobro doći. Gledanje mitoze na djelu putem web animacija može vam pomoći da steknete ideju o tome što svi ti verbalni opisi stvarno znače. Također vam mogu pomoći da zamislite kako bi faze mitoze mogle izgledati pod pravim mikroskopom!
Vjerojatno postoji mnogo web animacija mitoze koje biste mogli pogledati, ali preporučujemo ove tri:
- Mitosis Animation Johna Kyrka
- Online savjeti o korijenu luka Biološkog projekta
- Žive stanice mitoze životinjskih stanica
Posebno nam se sviđa animacija Animal Cell Mitosis tvrtke Cells Alive jer vam omogućuje da pauzirate animaciju dok prolazi kroz faze mitoze kako biste detaljno vidjeli kako mitoza funkcionira. Verzija Cells Alive također suprotstavlja svoju animaciju faza mitoze sa snimkom mitoze koja se odvija pod mikroskopom, tako da ćete znati što tražite ako ikada budete imali zadatak promatrati staničnu mitozu u laboratoriju.
#2: Mitoza: Teško je razdvojiti se ubrzanim tečajem
Ako ste pomalo iscrpljeni od čitanja gustog materijala i treba vam netko drugi da faze mitoze izrazi pristupačnijim terminima, idite na YouTube i pogledajte 10-minutni video o mitozi Crash Coursea pod nazivom Mitoza: Teško je razdvojiti se.
Lijepa stvar kod ovog videa je da je, iako je malo temeljitiji od nekih drugih YouTube videa o mitozi koje možete tamo pronaći, također i jako smiješan. Što je još važnije, objašnjava mitozu u smislu poznatih, svakodnevnih bioloških procesa , kao kad se posječete i trebate svoje tijelo da stvori nove stanice za zacjeljivanje.
Ako vam je potrebna pomoć u razmišljanju o važnosti faza mitoze u stvarnom svijetu, a ne samo o nečemu što morate zapamtiti za laboratorij ili ispit, ovo je izvrstan izvor.
#3: Faze mitoze Akademije Khan
Evo još jednog YouTube videa, ali ton i stil ovog objašnjenja koraka mitoze od strane Khan Academy malo je drugačiji. Gledajući ovaj vodič o fazama mitoze, čini se kao da sjedite na satu biologije i vaš učitelj/profesor crta dijagrame mitoze dok razgovarajući s vama kroz cijeli proces (osim u ovom slučaju, vaš učitelj je nekako cool i koristi samo neonske boje za crtanje dijagrama).
Ako tražite korak po korak vodič koji ide sporim tempom i temeljito se bavi koracima mitoze, Khan Academy vas pokriva!
#4: Stvaranje a Mitosis Flip Book
Nekim učenicima proces stvaranja nečega što će pokazati vaše znanje može pomoći u pamćenju teških koncepata i/ili razvijanju temeljitog razumijevanja kako stvari funkcioniraju. Zato predlažemo da isprobate neke stare taktike kako biste izgradili svoje znanje o 4 faze mitoze! Isprobani i istiniti pristup učenju faza mitoze, provjeren od strane nastavnika biologije, je stvaranje preklopne knjige o mitozi.
Post-It pruža vodič korak po korak o tome kako možete sami izraditi knjigu na preklop mitoze, ali zapravo je prilično jednostavno: dobijete nešto čime ćete crtati, zgrabite male kartice ili samoljepljive ceduljice za crtanje i crtajte kako svaka faza staničnog ciklusa izgleda na pojedinačnim karticama/ljepljivim papirićima!
Kada završite s crtanjem svoje verzije faza mitoze na svojim karticama, ili ih zalijepite, zalijepite ljepljivom trakom ili spajalicom, i voila! Možete listati svoju knjigu o mitozi od početka do kraja i promatrati napredovanje mitoze kroz četiri faze.
Aktivnosti poput ove mogu vam pomoći da utisnete u pamćenje kako svaki korak mitoze izgleda. Osim toga, kada završite svoju knjižicu, dobit ćete izvor džepne veličine koji možete nositi sa sobom kao dio vašeg vodiča za učenje ili brz izvor za pregled prije kviza ili ispita!
#5: Set za proučavanje mitoze by ProProfs Flashcards
Možda se osjećate prilično dobro u vezi sa svojim znanjem o fazama mitoze, ali želite pomoć u testiranju tog znanja prije službenog kviza ili ispita. To je gdje ProProfs Flashcards set za proučavanje mitoze, dolazi online vodič za učenje koji nudi niz kartica koje će vam pomoći da testirate svoje znanje o stadijima mitoze.
Ono što je zabavno u vezi s ovim kompletom kartica je to što možete odabrati različite stilove ocjenjivanja ovisno o tome gdje ste u svom znanju o mitozi. Komplet flash kartica nudi tradicionalne kartice s pitanjima i odgovorima, funkciju kartice posebno usmjerenu na pamćenje, kviz s višestrukim izborom i uparivanje. Ako želite vježbati, testirajte se na koracima mitoze prije stvarni test, pogledajte ovaj resurs!
ProProfs Flashcards pruža nekoliko skupova studija o drugim temama koje se odnose na ili uključuju mitozu, tako da ako trebate testirati svoje znanje o mitozi izvan samo četiri faze, ovaj izvor bi također mogao pomoći.
Što je sljedeće?
Koja je razlika između mitoze i mejoze ? Saznajte više uz našu usporednu usporedbu.
Trebate pregledati različite dijelove ćelije i što oni rade? Vodimo vas kroz funkcije stanične membrane, endoplazmatski retikulum , i vakuole . Ako bolje učite gledajući širu sliku, također ćete htjeti držati naš potpuni vodič kroz životinjske stanice pri ruci kako biste se mogli vraćati na njega dok čitate o svakoj pojedinačnoj staničnoj strukturi.
Ako želite više tradicionalnih izvora koji će vam pomoći da naučite o staničnom ciklusu, naš popis najboljih AP bioloških knjiga za učenje pokriva vas.
Pohađanje nastave prirodnih znanosti u srednjoj školi (i dobar uspjeh u njima!) važan je korak na vašem putu do upisa na sveučilište iz snova. Pogledajte ovaj članak o tome koje satove prirodoslovlja trebate pohađati prije nego što se prijavite za fakultet kako biste shvatili koji su predmeti pravi za vas.