КАК СЕ ОСЪЩЕСТВЯВАТ МЕХАНИЗМИТЕ НА НАСЛЕДЯВАНЕ ЧРЕЗ КЛЕТЪЧНИЯ ЦИКЪЛ? - БИОЛОГИЯ - 2025

На механизмите на наследство са тези, които контролират преминаването на гени или генетични характеристики от родителите на децата и да възникне чрез клетъчния цикъл, по време на етапите, съответстващи на митоза и мейоза.

Всички организми са изградени от клетки и клетъчната теория предлага всяка клетка да се роди от друга клетка, която вече съществува, по същия начин, че животно може да се роди само от друго животно, растение от друго растение и т.н.

Очертан жизнен цикъл на животинска клетка (Източник: Kelvinsong чрез Wikimedia Commons)

Стъпките, през които нова клетка се ражда от друга клетка, съставляват това, което е известно като клетъчен цикъл, което е най-важният процес за възпроизводството на живи, едноклетъчни и многоклетъчни същества.

По време на клетъчния цикъл клетките „копират“ цялата информация вътре в тях, която е под формата на специална молекула, наречена дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК, за да я предаде на новата клетка, която ще се образува; Така че клетъчният цикъл е всичко, което се случва между едно деление и следващо.

Чрез клетъчния цикъл едноклетъчните същества, когато се разделят, произвеждат цялостен индивид, докато клетките на многоклетъчните организми трябва да се разделят многократно, за да образуват тъканите, органите и системите, които съставляват например животни и растения,

Митоза и мейоза

Многоклетъчните организми имат два вида клетки: соматични клетки и гамети или полови клетки. Соматичните клетки се размножават чрез митоза, а половите клетки - чрез мейозата.

Прокариотите и по-простите еукариотни организми се възпроизвеждат чрез митоза, но „по-високите“ еукариоти се възпроизвеждат сексуално благодарение на мейозата.

Клетъчният цикъл и митозата

Соматичните клетки са тези, които се разделят в организма, за да произведат клетките, които ще съставят цялото му тяло, следователно, когато това се случи, е необходимо цялата информация вътре в него да бъде вярно копирана, за да може да се образува друга идентична клетка и това Проявява се през клетъчния цикъл, който има четири фази:

• Фаза М
• G1 фаза
• S фаза
• G2 фаза

М фазата (M = митоза) е най-важната от клетъчния цикъл и в него се случват митоза и цитокинеза, които съответно са копие на генетичния материал (ядрено деление) и отделяне или разделяне на клетките в резултат (клетката "майка" и дъщерната клетка).

В интерфейса е периодът между един M фаза и другата. През това време, което включва всички останали фази, посочени по-горе, клетката само расте и се развива, но не се дели.

S фазата (S = синтез) се състои в синтеза и дублирането на ДНК, която е организирана под формата на хромозоми в ядрото (много важна органела, намираща се в еукариотните клетки).

Фазата G1 (G = празнина или интервал) е времето, което изминава между M фазата и S фазата, а G2 фазата е времето между S фазата и следващата фаза M. В тези два етапа на цикъла клетките продължават расте и се подготвя за разделяне.

Клетъчният цикъл се регулира главно на нивото на интервалите фази (фазите G1 и G2), тъй като всичко трябва да е в добро състояние, за да се раздели клетката (количество хранителни вещества, стресори и други).

Фази на митоза

И така, по време на митозата клетката наследява от дъщеря си всичко, което е необходимо, за да бъде „клетка“, и това се намира в копието на нейните пълни хромозоми. Ако се брои цитокинезата, митозата се разделя на 6 етапа: профаза, prometafase, метафаза, анафаза, телофаза и цитокинеза.

1-ДНК се копира по време на S фазата на клетъчния цикъл и по време на профазата тези копия се кондензират или стават видими в ядрото като хромозоми. На този етап се формира и системата от "тръби" или "кабели", които ще служат за разделяне на копията на "оригиналните" молекули (митотичното вретено).

2-Мембраната на ядрото, където са хромозомите, се разпада по време на променафазата и когато това се случи, тогава хромозомите влизат в контакт с митотичното вретено.

3-Преди да се отделят копийните хромозоми от оригиналните, те се подравняват в центъра на клетките във фаза, известна като метафаза.

4-В анафазата е, когато дублираните хромозоми се разделят, някои към единия полюс на клетката, а другият към другия, и това е известно като „сегрегация“ на хромозомите.

5-След неговото дублиране и отделянето му в клетката, която предстои да се раздели, се образуват две ядра, всеки набор от хромозоми в период, известен като телофаза.

6- цитокинезата е, когато цитоплазмата и плазмената мембрана на клетката на "прародителя" се разделят, което води до две независими клетки.

Клетъчният цикъл и мейозата

Митозата е механизмът, чрез който характеристиките се наследяват в соматични клетки, но мейозата е това, което образува полови клетки, които са отговорни за преминаването на информация от един пълен многоклетъчен индивид към друг чрез сексуално възпроизвеждане, Соматичните клетки се произвеждат чрез митотични деления на специална клетка: зиготата, която е продукт на обединението между две полови клетки (гамети) от "зародишната линия", произведена от мейоза и произхождащи от две различни индивиди: a майка и баща.

Фази на мейоза

В клетъчния цикъл на клетките на зародишните линии мейозата се състои от две клетъчни деления, които се наричат ​​мейоза I (редукционна) и мейоза II (подобна на митозата). Всяка от тях е разделена на профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Профазата на мейозата I (профаза I) е най-сложната и продължителна.

1-По време на профаза I хромозомите се кондензират и се смесват помежду си (рекомбинират) в клетките на всеки родител, които влизат в мейоза.

2-В метафаза I ядрената мембрана изчезва и хромозомите се редят в центъра на клетката.

3-Както при митотичната анафаза, по време на анафаза I на мейоза хромозомите се разделят към противоположните полюси на клетката.

4- Телофаза I се състои в определени организми в реконструкцията на ядрената мембрана и в образуването на нова мембрана между получените клетки, които имат половината от броя на хромозомите като първоначалната клетка (хаплоидна).

5-мейозата II започва веднага и при профаза II се наблюдават кондензираните хромозоми. По време на метафаза II те са разположени в средата на клетката, както при митозата.

6-Хромозомите са разделени към двата полюса на клетката по време на анафаза II, благодарение на компонентите на митотичното вретено, а по време на телофаза II се образуват нови ядра и се отделят 4-те дъщерни клетки (гамети).

Всяка гамета, която се произвежда чрез мейоза, съдържа комбинация от целия генетичен материал на организма, от който е дошла, само в едно копие. Когато две гамети от различни организми (родителите) се сливат, този материал се смесва и двете копия се възстановяват, но едната от единия родител, а другата от другата.

Препратки

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Молекулярна биология на клетката (5-то издание). Ню Йорк: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Въведение в генетичния анализ (8-мо изд.). Freeman, WH & Company.
4. Пиърс, Б. (2012). Генетика: концептуален подход. Freeman, WH & Company.
5. Родден, Т. (2010). Генетика за манекените (2-ро издание). Индианаполис: Wiley Publishing, Inc.