Rakutuuma jagunemine

sissejuhatus

Enamik kehas olevaid kudesid uuendab end pidevalt. See uuendamine saavutatakse uute rakkude pideva moodustumisega. See uus moodustumine saavutatakse rakkude jagunemise kaudu. Rakkude jagunemine eeldab, et rakud on võimelised jagunema. Rakke, mis võivad täiskasvanutel jaguneda, nimetatakse täiskasvanute tüvirakkudeks. Rakkude tegelikule jagunemisele, mida nimetatakse ka tsütokineesiks, eelneb raku tuuma jagunemine. Enamik raku tuuma sisaldab DNA-d. DNA sisaldab geneetilist teavet. Nii et saadud rakud sisaldavad kogu teavet, kahekordistatakse selles sisalduv DNA enne raku tuuma jagunemist. Rakutuuma jagamise protsessi nimetatakse ka mitoosiks.

Tuumajaotuse protsess

Rakutuuma jagunemine toimub viies faasis. Nende 5 faasi lõpus on ühe tuuma asemel kaks täielikult funktsionaalset ja identset rakutuuma. Rakutuumade jagunemise mõistmiseks on oluline, et DNA oleks korraldatud kromosoomides. Kogu inimeste ja loomade geneetiline teave jaguneb mitmeks kromosoomiks. Inimestel on 2 koopiat kogu geneetilisest informatsioonist kõigis keharakkudes, välja arvatud muna- ja spermarakud. Üks eksemplar emalt ja teine ​​isalt.

Üldiselt jaguneb raku tuumas olev DNA 46 kromosoomiks. Mitoosile eelneb geneetilise teabe dubleerimine niinimetatud rakutsüklis, st raku elutsüklis. Enne dubleerimist on kromosoomid ühekromatiidsed kromosoomid, pärast dubleerimist kahekromatiidsed kromosoomid. Pärast raku tuumade jagunemist on jälle üksikud kromatiidsed kromosoomid. See peaks tegema selgeks, et geneetiline teave kahekordistub enne raku tuuma jagunemist ja kogu teave ei lähe kaduma.

Rakutuuma jagunemine algab kromosoomide tihedamast pakkimisest. Tegelikult on need raku tuumas sortimata. See kondenseerumine võimaldab valguse mikroskoobi all ära tunda üksikud kromosoomid, mis pole eelnevalt võimalik, kuna kromosoomid on eelnevalt sortimata ja täidavad raku tuuma. Samal ajal laguneb raku tuumasid ümbritsev kest. Seejärel paigutatakse kromosoomid spindliseadme abil ühte joones. Võlliaparaat koosneb valgu struktuuridest, mis on paigutatud niitide, mikrotuubulite kujul. Need valgu struktuurid võivad kromosoome liigutada ja järgmistes etappides neid tasapinnas korraldada. Nüüd, kui kromosoomid on õigesti paigutatud, tõmmatakse spindliaparatuur kaks identset kromatiidi lahku. Nii et nüüd on taas tekkinud ühekromatiidsed kromosoomid. Raku tuuma kest ehitatakse uuesti üles ja seal on kaks identset raku tuuma. Seejärel jaguneb rakk ja raku tuumad jaotatakse kahe uue tekkiva raku vahel. See protsess ei ole siiski osa raku tuuma jagunemisest, vaid eraldi etapp ja seda nimetatakse raku jagunemiseks ehk tsütokiiniks.

Rakutuumade jagunemise faasid

Rakutuuma jaotuse võib jagada 5 faasi. Faase nimetatakse profaasiks, prometafaasiks, metafaasiks, anafaasiks ja telofaasiks.

Esimeses faasis toimub profaas, peamiselt kromosoomide kondenseerumine. Enne seda faasi ei saa üksikuid kromosoome valgusmikroskoobi all üksteisest eristada. Need muutuvad üksikute kromosoomidena nähtavaks alles siis, kui nad on kondenseerunud. Lisaks kondenseerumisele algab südamikku ümbritseva kesta lagunemine.

Järgmises faasis, prometafaasis, laguneb tuumaümbris täielikult ja areneb ka spindliseade.

Spindiaparaat muutub oluliseks järgnevas faasis, metafaasis. Selles faasis järjestatakse kromosoomid.

Järgmist faasi nimetatakse anafaasiks. Selles eraldatakse kromosoomid nii, et saadakse 2 identset tütarkromosoomi. Lisaks liiguvad saadud kromosoomid lahku.

Mitoosi viimane etapp on telofaas, mille käigus tuumaümbrised taastatakse. Lisaks on kromosoomide kondensatsioon vastupidine. Teofaasi lõpus on kaks funktsionaalset rakutuuma.

See teema võib teile ka huvi pakkuda: Rakutuuma ülesanded

Miks toimub tuumajaotus?

Tuumajaotus on vajalik selleks, et luua rakke kudedele, mis pidevalt uuenevad. Keha võime funktsioneerida ja paraneda põhineb asjaolul, et surnud rakud saab asendada uutega. Erinevate kudede vahelise jaotuse osas on siiski erinevusi. Mõned kehaosad uuendavad end pidevalt, sealhulgas nahk või limaskestad ja vererakud. Nahka ja vererakke korratakse pidevalt, kui ebaküpsed eellasrakud jagunevad. Selle jaoks on vajalik raku tuuma jagunemine. Kuid kehas on ka elundeid, mille rakud enam ei jagune. See hõlmab südant ja aju. Kuna siin uusi rakke ei paljundata, saab kahjustusi asendada ainult armkoega, mitte aga algkoega.

Kui kaua võtab raku tuuma jagunemine aega?

Rakutuumade jagunemise kestus on kõigil rakutüüpidel erinev. Sõltuvalt sellest, kas lahtrid jagunevad kiiresti või aeglaselt. Mitoos võib kesta mõni minut, kuid on rakke, mille jaoks mitoos võtab mitu tundi. Rakutuum jaguneb kõige kiiremini elundites, kus pidevalt moodustuvad uued rakud. See hõlmab nahka, limaskestasid ja luuüdi. Vere moodustumine toimub luuüdis. Seetõttu peab raku tuuma jagunemine siin toimuma eriti kiiresti.

Kui sageli raku tuumad jagunevad?

Rakutuumade jagunemise sagedus sõltub peamiselt sellest, kui kiiresti rakud jagunevad. Rakkude jagunemine toimub sagedamini kiiresti jagunevates rakkudes. Rakkudes, mis jagunevad aeglaselt, on raku tuumade jagunemiste arv vastavalt väiksem. Oluline on märkida, et kehas on rakud, mis enam ei jagune. Neid rakke nimetatakse diferentseeritud rakkudeks. Need lõpuks surevad ära ja tuleb välja vahetada. See on eellasrakkude funktsioon. Nad võivad ikkagi jaguneda ja siis osaliselt diferentseerunud rakkudeks muutuda, mis omakorda ei saa enam jaguneda.

Mis juhtub, kui raku tuum jaguneb valesti?

Lahtritsüklis on mitu kontrollpunkti, mille eesmärk on vältida vigade tekkimist rakujagunemise ajal. Need kontrollpunktid asuvad erinevates kohtades, kus toimuvad kriitilised protsessid. Tuuma jagunemise kõige kriitilisem etapp on kromosoomide eraldamine. Kui siin ilmneb tõrge, võib tekkida kaks erinevat kromosoomi. Saadud rakk oleks puudulik ja kasvajarakk võiks areneda. Mitoosi kontrollpunkt on metafaasis, faasis, milles kromosoomid on paigutatud järjestikku. Kontrollpunkti toimimise viis on see, et järgmine samm ei alga enne, kui kõik kromosoomid on korralikult paigutatud. Vea esinemise korral peatatakse mitoos paremal juhul mitoos ja raku tuumade jagunemine.

Võib juhtuda, et selles kontrollpunktis ilmnevad vead. Kui tekivad erineva kromosoomisisaldusega rakutuumad, võivad rakud kas keha hävida või võivad rakud areneda suurema degeneratsiooni riskiga.

See võib teile ka huvitav olla: Kromosoomi mutatsioon

Kuidas kasvaja areneb?

Sõna kasvaja tähendab sõna otseses mõttes turset ja selle võivad käivitada mitmesugused protsessid. Kõige sagedasem turse põhjus on põletik, mis põhjustab turset liigsest veepeetusest. Rakkude kontrollimata proliferatsioonist põhjustatud kasvajat nimetatakse ka neoplasmaks. Neoplasmi vorme on palju erinevaid, mis tekivad erinevatest rakkudest. Üldiselt tulenevad neoplasmid kontrolli kaotamisest raku kasvu ja jagunemise üle. Rakud sisaldavad erinevaid valke, mis tagavad, et rakk ei kasva kontrolli alt välja. Nende valkude funktsioon võib olla piiratud muutuste tõttu geenides, mis on nende valkude matriitsiks. See kontrollfunktsiooni kaotamine viib kontrollimata kasvu ja degenereerunud rakkudeni.

Loe selle kohta lähemalt: kasvaja