Salah satu proses terpenting dalam perkembangan individu organisme hidup adalah mitosis. Pada artikel ini, kami akan mencoba menjelaskan secara singkat dan jelas proses apa yang terjadi selama pembelahan sel, dan berbicara tentang signifikansi biologis mitosis.

Definisi konsep

Dari buku pelajaran biologi kelas 10, kita mengetahui bahwa mitosis adalah pembelahan sel, akibatnya dua sel anak dengan set kromosom yang sama terbentuk dari satu sel induk.

Diterjemahkan dari bahasa Yunani kuno, istilah "mitosis" berarti "utas". Ini seperti penghubung antara sel lama dan baru, di mana kode genetik disimpan.

Proses pembelahan secara keseluruhan dimulai dari nukleus dan diakhiri dengan sitoplasma. Ini disebut sebagai siklus mitosis, yang terdiri dari tahap mitosis dan interfase. Sebagai hasil dari pembelahan sel somatik diploid, dua sel anak terbentuk. Karena proses ini, terjadi peningkatan jumlah sel jaringan.

Tahapan mitosis

Berdasarkan ciri morfologinya, proses pembelahan dibagi menjadi beberapa tahap sebagai berikut:

• Profase ;

Pada tahap ini, nukleus mengembun, kromatin mengembun di dalamnya, yang berputar menjadi spiral, kromosom dilihat di bawah mikroskop.

4 artikel teratasyang membaca bersama ini

Di bawah pengaruh enzim, inti dan membrannya larut, kromosom pada periode ini diatur secara acak dalam sitoplasma. Kemudian, pemisahan sentriol ke kutub terjadi, gelendong pembelahan sel terbentuk, yang benang-benangnya melekat pada kutub dan kromosom.

Tahap ini ditandai dengan penggandaan DNA, tetapi pasangan kromosom masih saling berpegangan.

Sebelum tahap profase, sel tumbuhan memiliki fase persiapan - preprofase. Apa persiapan sel untuk mitosis dapat dipahami pada tahap ini. Hal ini ditandai dengan pembentukan cincin preprofase, phragmosom, dan nukleasi mikrotubulus di sekitar nukleus.

• prometafase ;

Pada tahap ini, kromosom mulai bergerak dan menuju ke kutub terdekat.

Dalam banyak buku teks, praprofase dan prometofase disebut sebagai tahap profase.

• metafase ;

pada tahap awal kromosom terletak di bagian ekuator gelendong, sehingga tekanan kutub bekerja pada mereka secara merata. Selama tahap ini, jumlah mikrotubulus gelendong terus bertambah dan diperbarui.

Kromosom berbaris berpasangan dalam spiral di sepanjang ekuator spindel dalam urutan yang ketat. Kromatid secara bertahap terlepas, tetapi masih berpegang pada benang gelendong.

• Anafase ;

Pada tahap ini, terjadi pemanjangan kromatid, yang berangsur-angsur menyimpang ke arah kutub, saat benang-benang spindel berkontraksi. Kromosom anak perempuan terbentuk.

Dari segi waktu, ini adalah fase terpendek. Kromatid saudara tiba-tiba terpisah dan pindah ke kutub yang berbeda.

• Telofase ;

Ini adalah fase terakhir pembelahan ketika kromosom memanjang dan amplop nuklir baru terbentuk di dekat setiap kutub. Benang yang membentuk spindel benar-benar hancur. Selama tahap ini, sitoplasma membelah.

Penyelesaian tahap terakhir bertepatan dengan pembelahan sel induk, yang disebut sitokinesis. Tergantung pada jalannya proses ini berapa banyak sel yang terbentuk selama pembelahan, bisa ada dua atau lebih.

Beras. 1. Tahapan mitosis

Arti dari Mitosis

Signifikansi biologis dari proses pembelahan sel tidak dapat disangkal.

• Berkat dia, dimungkinkan untuk mempertahankan satu set kromosom yang konstan.
• Reproduksi sel yang identik hanya dimungkinkan dengan mitosis. Dengan cara ini, sel-sel kulit, epitel usus, sel darah eritrosit, yang siklus hidupnya hanya 4 bulan.
• Menyalin, dan karenanya melestarikan informasi genetik.
• Memastikan perkembangan dan pertumbuhan sel, yang karenanya organisme multiseluler terbentuk dari zigot bersel tunggal.
• Dengan bantuan pembagian seperti itu, regenerasi bagian-bagian tubuh dimungkinkan pada beberapa organisme hidup. Misalnya, sinar bintang laut dipulihkan.

Beras. 2. Regenerasi bintang laut

• Memastikan reproduksi aseksual. Misalnya, tunas hydra, serta perbanyakan tanaman secara vegetatif.

Beras. 3. Hydra Budding

Apa yang telah kita pelajari?

Pembelahan sel disebut mitosis. Berkat dia, informasi genetik sel disalin dan disimpan. Proses terjadi dalam beberapa tahap: fase persiapan, profase, metafase, anafase, telofase. Akibatnya, dua sel anak terbentuk, yang benar-benar mirip dengan sel induk asli. Di alam, mitosis sangat penting, karena berkat itu, perkembangan dan pertumbuhan uniseluler dan organisme multiseluler, regenerasi beberapa bagian tubuh, reproduksi aseksual.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.6. Total peringkat yang diterima: 355.

Kromosom - struktur sel yang menyimpan dan mengirimkan informasi herediter = DNA (7) + protein (6).

Struktur kromosom paling baik terlihat pada metafase mitosis. Ini adalah struktur berbentuk batang dan terdiri dari dua saudara perempuan kromatid (3) dipegang oleh sentromer ( kinetokor) di daerah penyempitan primer (1), yang membagi kromosom menjadi 2 bahu (2). Itu kadang terjadi penyempitan sekunder (4), yang menghasilkan formasi satelit kromosom (5).

Bagian terpisah dari molekul DNA - gen- bertanggung jawab atas setiap tanda atau sifat spesifik organisme. Informasi herediter ditransmisikan dari sel ke sel dengan menggandakan molekul DNA (replikasi), transkripsi dan translasi. Fungsi utama kromosom- penyimpanan dan transmisi informasi herediter, yang pembawanya adalah molekul DNA.

Di bawah mikroskop, Anda dapat melihat bahwa kromosom memiliki garis melintang, yang bergantian dalam kromosom yang berbeda dengan cara yang berbeda. Pasangan kromosom dikenali, dengan mempertimbangkan distribusi garis-garis terang dan gelap (pergantian pasangan AT dan GC). Kromosom perwakilan memiliki lurik melintang. jenis yang berbeda. Pada spesies yang berkerabat, misalnya, pada manusia dan simpanse, terdapat pola pergantian pita yang serupa di dalam kromosom.

Semua sel somatik Setiap organisme tumbuhan atau hewan memiliki jumlah kromosom yang sama. sel kelamin(gamet) selalu mengandung setengah jumlah kromosom sel somatik dari jenis organisme tertentu.

Kariotipe manusia memiliki 46 kromosom - 44 autosom dan 2 kromosom seks. Laki-laki adalah heterogami (kromosom seks XY) dan perempuan adalah homogami (kromosom seks XX). Kromosom Y berbeda dari kromosom X dengan tidak adanya beberapa alel. Kromosom dari satu pasangan disebut homolog, mereka berada di tempat yang sama lokus(lokasi) membawa gen alelik.

Semua organisme dari spesies yang sama memiliki jumlah kromosom yang sama di dalam selnya. Jumlah kromosom bukan fitur spesifik spesies. Namun kumpulan kromosom secara umum, itu adalah spesies-spesifik, yaitu, itu adalah karakteristik hanya satu jenis organisme tumbuhan atau hewan.

Kariotipe - satu set fitur kuantitatif dan kualitatif eksternal dari set kromosom (jumlah, bentuk, ukuran kromosom) sel somatik, karakteristik spesies tertentu

pembelahan sel - proses biologis yang mendasari reproduksi dan perkembangan individu semua organisme hidup, proses peningkatan jumlah sel dengan membagi sel asli.

Dengan metode pembelahan sel :

1.amitosis - pembelahan langsung (sederhana) inti interfase dengan penyempitan, yang terjadi di luar siklus mitosis, yaitu, tidak disertai dengan restrukturisasi kompleks seluruh sel, serta spiralisasi kromosom. Amitosis dapat disertai dengan pembelahan sel, atau mungkin terbatas hanya pada pembelahan inti tanpa pembelahan sitoplasma, yang mengarah pada pembentukan sel bi- dan multinuklear. Sel yang telah mengalami amitosis tidak dapat lagi memasuki siklus mitosis normal. Dibandingkan dengan mitosis, amitosis cukup jarang. Biasanya, ini diamati dalam jaringan yang sangat khusus, sel-sel yang membelah: di epitel dan hati vertebrata, membran embrio mamalia, dan sel endosperma biji tanaman. Amitosis juga diamati bila perlu pemulihan cepat jaringan (setelah operasi dan cedera). Sel tumor ganas juga sering membelah secara amitosis.

2 . mitosis - pembelahan tidak langsung, di mana sel yang awalnya diploid menghasilkan dua sel anak, juga sel diploid; karakteristik sel somatik (sel tubuh) semua eukariota (tumbuhan dan hewan); jenis pembagian universal.

3. meiosis - dilakukan selama pembentukan sel germinal pada hewan dan spora pada tumbuhan.

Siklus hidup sel (siklus sel) - waktu keberadaan sel dari pembelahan ke pembelahan berikutnya, atau dari pembelahan sampai kematian. Untuk jenis yang berbeda siklus sel berbeda.

Di dalam tubuh mamalia dan manusia, berikut tiga kelompok sel terlokalisasi di berbagai jaringan dan organ:

sel-sel yang sering membelah (sel-sel epitel usus yang berdiferensiasi buruk, sel-sel basal epidermis, dan lainnya);

jarang membelah sel (sel hati - hepatosit);

sel yang tidak membelah sel saraf sistem saraf pusat, melanosit, dll).

Siklus hidup sel yang sering membelah adalah waktu keberadaannya dari awal pembelahan hingga pembelahan berikutnya. Siklus hidup sel tersebut sering disebut siklus mitosis . Siklus sel ini dibagi menjadi dua utama: Titik:

mitosis atau periode pembelahan;

interfase adalah rentang hidup sel antara dua divisi.

Interfase - periode antara dua pembelahan, ketika sel bersiap untuk pembelahan: jumlah DNA dalam kromosom berlipat ganda, jumlah organel lain berlipat ganda, protein disintesis, dan sel tumbuh.

Ke akhir interfase setiap kromosom terdiri dari dua kromatid, yang menjadi kromosom independen selama mitosis.

Periode interfase:

1. Periode prasintetik (G 1) - periode persiapan untuk sintesis DNA setelah selesainya mitosis. RNA, protein, enzim sintesis DNA terbentuk, jumlah organel meningkat. Kandungan kromosom (n) dan DNA (c) adalah 2n2c.

2. Periode sintetis (fase S) . Terjadi replikasi (penggandaan, sintesis DNA). Sebagai hasil kerja DNA polimerase, untuk setiap kromosom, set kromosom menjadi 2p4c. Ini adalah bagaimana kromosom bikromatid terbentuk.

3. Periode pascasintetik (G 2) adalah waktu dari akhir sintesis DNA hingga permulaan mitosis. Persiapan sel untuk mitosis selesai, sentriol digandakan, protein disintesis, dan pertumbuhan sel selesai.

Mitosis –

Ini adalah bentuk pembelahan inti yang hanya terjadi pada sel eukariotik. Sebagai hasil dari mitosis, masing-masing inti anak yang dihasilkan menerima set gen yang sama yang dimiliki sel induk. Baik inti diploid dan haploid dapat memasuki mitosis. Selama mitosis, inti dari ploidi yang sama diperoleh seperti aslinya.

membuka menggunakan mikroskop cahaya pada tahun 1874 oleh ilmuwan Rusia ID Chistyakov dalam sel tumbuhan.

Pada tahun 1878, V. Flemming dan ilmuwan Rusia P. P. Peremezhko menemukan proses ini dalam sel hewan. Pada sel hewan, mitosis berlangsung 30-60 menit, pada sel tumbuhan - 2-3 h.

Pembelahan mitosis terdiri dari empat fase:

1. profase- Kromosom dua kromatid berputar dan menjadi terlihat, nukleolus dan membran inti hancur, serat gelendong terbentuk. Pusat sel dibagi menjadi dua sentriol yang menyimpang ke arah kutub.

2 . m metafase - fase akumulasi kromosom di ekuator sel: benang-benang spindel pembelahan berasal dari kutub dan bergabung dengan sentromer kromosom: dua benang yang berasal dari dua kutub mendekati setiap kromosom.

3 . sebuah pada fase - fase divergensi kromosom, di mana sentromer membelah, dan kromosom kromatid tunggal diregangkan oleh benang spindel pembelahan ke kutub sel; fase mitosis terpendek.

4 . telofase- akhir pembelahan, pergerakan kromosom berakhir, dan terjadi despiralisasi (pemutusan menjadi benang tipis), nukleolus terbentuk, selubung nukleus dipulihkan, septum (pada sel tumbuhan) atau penyempitan (pada sel hewan) adalah diletakkan di ekuator, benang spindel fisi larut.

sitokinesis- proses pembelahan sitoplasma. membran sel di bagian tengah sel ditarik ke dalam. Alur fisi terbentuk, saat semakin dalam, sel bercabang dua.

Sebagai hasil dari mitosis, dua inti baru terbentuk dengan set kromosom yang identik, persis menyalin informasi genetik dari inti induk.

Pada sel tumor, jalannya mitosis terganggu.

Akibat mitosis dari satu sel diploid dengan dua kromosom kromatid dan jumlah DNA ganda (2n4c), terbentuk dua sel diploid anak dengan kromosom kromatid tunggal dan sejumlah DNA (2n2c), yang kemudian memasuki interfase. Ini adalah bagaimana sel somatik (sel tubuh) dari organisme tumbuhan, hewan atau manusia terbentuk.

Fase mitosis, set kromosom (n-kromosom, c-DNA)	Gambar
Profase		Pembongkaran membran nukleus, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan benang spindel fisi, “hilangnya” nukleolus, kondensasi kromosom dua kromatid.
metafase		Penjajaran kromosom dua kromatid yang paling padat di bidang ekuator sel (pelat metafase), perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom.
Anafase		Pembelahan kromosom dua kromatid menjadi kromatid dan divergensi kromatid bersaudara ini ke kutub sel yang berlawanan (dalam hal ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal yang independen).
Telofase		Dekondensasi kromosom, pembentukan membran nukleus di sekitar setiap kelompok kromosom, disintegrasi benang spindel fisi, munculnya nukleolus, pembelahan sitoplasma (sitotomi). Sitotomi pada sel hewan terjadi karena alur pembelahan, pada sel tumbuhan - karena pelat sel.

tugas tematik

A1. Kromosom terdiri dari

1) DNA dan protein

2) RNA dan protein

3) DNA dan RNA

4) DNA dan ATP

A2. Berapa banyak kromosom yang dikandung sel hati manusia?

A3. Berapa banyak untai DNA yang dimiliki oleh kromosom yang digandakan?

A4. Jika zigot manusia mengandung 46 kromosom, berapa banyak kromosom yang ada dalam sel telur manusia?

A5. Apa arti biologis penggandaan kromosom pada interfase mitosis?

1) Dalam proses penggandaan, informasi turun-temurun berubah

2) Kromosom ganda lebih terlihat

3) Akibat penggandaan kromosom, informasi herediter dari sel-sel baru tetap tidak berubah

4) Sebagai hasil penggandaan kromosom, sel-sel baru mengandung informasi dua kali lebih banyak

A6. Pada fase mitosis manakah kromatid bergerak ke kutub sel? PADA:

1) profase

2) metafase

3) anafase

4) telofase

A7. Tentukan proses yang terjadi pada interfase

1) divergensi kromosom ke kutub sel

2) sintesis protein, replikasi DNA, pertumbuhan sel

3) pembentukan inti baru, organel sel

4) despiralisasi kromosom, pembentukan spindel fisi

A8. Mitosis menghasilkan

1) keragaman genetik spesies

2) pembentukan gamet

3) persilangan kromosom

4) perkecambahan spora lumut

A9. Berapa banyak kromatid yang dimiliki setiap kromosom sebelum digandakan?

A10. Akibat mitosis,

1) zigot dalam sphagnum

2) spermatozoa pada lalat

3) kuncup pohon ek

4) telur bunga matahari

DALAM 1. Pilih proses yang terjadi pada interfase mitosis

1) sintesis protein

2) penurunan jumlah DNA

3) pertumbuhan sel

4) duplikasi kromosom

5) divergensi kromosom

6) fisi nuklir

DALAM 2. Sebutkan proses-proses yang terjadi berdasarkan mitosis!

1) mutasi

3) penghancuran zigot

4) pembentukan sperma

5) regenerasi jaringan

6) pemupukan

VZ. Install urutan yang benar fase lingkaran kehidupan sel

A. anafase

B) interfase

B) telofase

D) profase

D. metafase

E. sitokinesis

meiosis –

adalah proses pembagian inti sel, yang mengarah ke separuh jumlah kromosom dan pembentukan gamet, sementara ada pertukaran bagian homolog dari kromosom berpasangan (homolog), dan, akibatnya, DNA, sebelum mereka menyebar ke sel anak.

Akibat meiosis dari satu sel diploid (2n) terbentuk empat sel haploid (n).

membuka pada tahun 1882 oleh W. Flemming pada hewan, pada tahun 1888 oleh E. Strasburger pada tumbuhan.

meiosis didahului oleh interfase, oleh karena itu, kromosom dua kromatid (2n4c) memasuki meiosis.

meiosis berlalu dalam dua tahap:

1. divisi pengurangan- proses yang paling kompleks dan penting. Ini dibagi menjadi beberapa fase:

TETAPI) profase I: kromosom berpasangan dari sel diploid saling mendekat, bersilangan, membentuk jembatan (chiasma), kemudian bertukar bagian (crossing over), sementara rekombinasi gen terjadi, setelah itu kromosom menyimpang

Tempat sampah metafase I kromosom berpasangan ini terletak di sepanjang ekuator sel, benang spindel fisi melekat pada masing-masingnya: ke satu kromosom dari satu kutub, ke yang kedua dari yang lain

C) dalam anafase I kromosom dua kromatid menyimpang ke kutub sel; satu dari setiap pasangan ke satu kutub, yang kedua ke kutub lainnya. Pada saat yang sama, jumlah kromosom di kutub menjadi setengah dari jumlah di sel induk, tetapi tetap dua kromatid (n2c)

D) kemudian lulus telofase I, yang segera masuk ke profase II dari tahap kedua pembelahan meiosis, yang mengikuti jenis mitosis:

2. pembagian persamaan. Tidak ada interfase dalam kasus ini, karena kromosom adalah dua kromatid, molekul DNA digandakan.

TETAPI) profase II

Tempat sampah metafase II kromosom dua kromatid terletak di sepanjang ekuator, sedangkan pembelahan terjadi segera dalam dua sel anak

C) dalam anafase II Kromosom kromatid tunggal bergerak ke kutub

D) dalam telofase II dalam empat inti sel anak dan partisi antar sel terbentuk.

Dengan demikian, akibat meiosis empat sel haploid dengan kromosom kromatid tunggal (nc) diperoleh: ini adalah sel germinal (gamet) hewan atau spora tumbuhan.

fase meiosis, kumpulan kromosom kromosom, c-DNA)	Gambar	Karakteristik fase, susunan kromosom
Profase 1 2n4c		Pembongkaran membran inti, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan filamen spindel fisi, “menghilangnya” nukleolus, kondensasi dua kromosom kromatid, konjugasi kromosom homolog, dan pindah silang.
Metafase 1 2n4c		Penjajaran bivalen di bidang ekuator sel, perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom.
Anafase 1 2n4c		Divergensi independen acak dari kromosom dua kromatid ke kutub sel yang berlawanan (dari setiap pasangan kromosom homolog, satu kromosom bergerak ke satu kutub, yang lain ke kutub lainnya), rekombinasi kromosom.
Telofase 1 di kedua sel 1n2c		Pembentukan membran inti di sekitar kelompok kromosom dua kromatid, pembelahan sitoplasma.
Profase 2 1n2c		Pembongkaran membran inti, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan filamen spindel fisi.
Metafase 2 1n2c		Penjajaran kromosom dua kromatid di bidang ekuator sel (pelat metafase), perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom.
Anafase 2 2n2c		Pembelahan kromosom dua kromatid menjadi kromatid dan divergensi kromatid saudara ini ke kutub sel yang berlawanan (dalam hal ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal yang independen), rekombinasi kromosom.
Telofase 2 di kedua sel 1n1c Total 4 hingga 1n1c		Dekondensasi kromosom, pembentukan membran nukleus di sekitar setiap kelompok kromosom, disintegrasi benang spindel fisi, munculnya nukleolus, pembelahan sitoplasma (sitotomi) dengan pembentukan dua, dan sebagai hasil dari kedua pembelahan meiosis, empat haploid sel.

Signifikansi biologis meiosis adalah bahwa penurunan jumlah kromosom diperlukan untuk pembentukan sel germinal, karena selama pembuahan inti gamet bergabung.

Jika pengurangan ini tidak terjadi, maka di dalam zigot (dan karenanya di semua sel organisme anak) akan ada dua kali lebih banyak kromosom.

Namun, ini bertentangan dengan aturan keteguhan jumlah kromosom.

Perkembangan sel kelamin.

Proses pembentukan sel germinal disebut gametogenesis. Pada organisme multiseluler, terdapat spermatogenesis- pembentukan sel benih pria dan ovogenesis- pembentukan sel benih wanita.

Pertimbangkan gametogenesis yang terjadi pada kelenjar seks hewan - testis dan ovarium.

spermatogenesis- proses transformasi prekursor diploid sel germinal - spermatogonia menjadi spermatozoa.

1. Spermatogonia dibagi secara mitosis menjadi dua sel anak - spermatosit orde pertama.

2. Spermatosit orde pertama dibagi secara meiosis (pembelahan pertama) menjadi dua sel anak - spermatosit orde kedua.

3. Spermatosit orde kedua memulai pembelahan meiosis kedua, yang menghasilkan 4 spermatid haploid.

4. Setelah diferensiasi, spermatid berubah menjadi spermatozoa matang.

Spermatozoa terdiri dari kepala, leher, dan ekor. Ini mobile dan karena ini kemungkinan bertemu dengan gamet meningkat.

Pada lumut dan pakis, spermatozoa berkembang di antheridia; pada angiospermae, mereka terbentuk dalam tabung serbuk sari.

Ovogenesis- pembentukan telur pada betina. Pada hewan, itu terjadi di ovarium. Di zona perkembangbiakan terdapat ovogonia - sel germinal primer yang berkembang biak dengan mitosis.

Dari ogonium setelah pembelahan meiosis pertama, oosit dari orde pertama terbentuk.

Setelah pembelahan meiosis kedua, oosit orde kedua terbentuk, dari mana satu telur dan tiga badan terarah terbentuk, yang kemudian mati. Telur tidak bergerak, memiliki bentuk bulat. Mereka lebih besar dari sel-sel lain dan mengandung pasokan nutrisi untuk perkembangan embrio.

Pada lumut dan pakis, telur berkembang di archegonium, pada tanaman berbunga - di ovula yang terletak di ovarium bunga.

Perkembangan sel germinal dan pembuahan ganda pada tumbuhan berbunga.

Diagram siklus hidup tumbuhan berbunga.

Orang dewasa diploid. Siklus hidup didominasi oleh sporofit (C > D).

Tumbuhan dewasa di sini adalah sporofit, membentuk makro (Perempuan) dan mikrospora(pria), yang berkembang sesuai kantung embrio dan butir serbuk sari matang yang merupakan gametofit.

gametofit betina pada tumbuhan - kantung embrio.

Gametofit jantan pada tumbuhan - butir serbuk sari.

Kelopak + mahkota = perianth

Benang sari dan putik - organ reproduksi bunga

sel kelamin pria matang dalam kepala sari(kantung serbuk sari atau mikrosporangia) yang terletak pada benang sari.

Ini mengandung banyak sel diploid, yang masing-masing membelah secara meiosis dan membentuk 4 butir serbuk sari haploid (mikrospora), yang semuanya kemudian berkembang menjadi jantan gametofit.

Setiap butir polen membelah secara mitosis dan membentuk 2 sel - vegetatif dan generatif. sel generatif membelah lagi secara mitosis dan membentuk 2 sperma.

Jadi, serbuk sari (mikrospora berkecambah, butir serbuk sari matang) mengandung tiga sel - 1 vegetatif dan 2 sperma dilapisi.

sel kelamin wanita berkembang di bakal biji(ovula atau megasporangia), terletak di ovarium putik.

Salah satu sel diploidnya membelah secara meiosis dan membentuk 4 sel haploid. Dari jumlah tersebut, hanya satu sel haploid (megaspora) membelah tiga kali dengan mitosis dan tumbuh ke dalam kantung embrio ( gametofit betina),

tiga sel haploid lainnya mati.

Akibat perpecahan megaspora dibentuk oleh 8 inti haploid dari kantung embrio, di mana 4 inti terletak di satu kutub, dan 4 di seberangnya.

Kemudian, satu nukleus bermigrasi dari setiap kutub ke pusat kantung embrio, bergabung, mereka membentuk nukleus diploid sentral dari kantung embrio.

Salah satu dari tiga sel haploid yang terletak di pintu masuk serbuk sari adalah telur besar, 2 lainnya adalah sel pembantu sinergis.

Penyerbukan- perpindahan serbuk sari dari kepala sari ke kepala putik.

Pemupukan adalah proses peleburan sel telur dan sperma, sehingga terbentuk zigot sel germinal atau sel pertama dari organisme baru

Pada pemupukan butir serbuk sari, mengenai kepala putik, berkecambah menuju bakal biji yang terletak di ovarium, karena sel vegetatifnya, yang membentuk tabung serbuk sari. Di ujung anterior tabung polen terdapat 2 spermatozoa (spermatozoa tidak dapat bergerak sendiri, oleh karena itu mereka bergerak maju karena pertumbuhan tabung polen). Menembus ke dalam kantung embrio melalui saluran di integumen - pintu masuk serbuk sari (mikropil), satu sperma membuahi sel telur, dan yang kedua menyatu dengan 2n sel pusat (inti diploid kantung embrio) dengan formasi 3n inti triploid. Proses ini diberi nama pemupukan ganda , ditemukan oleh S.G. Navashin pada tahun 1898 di bunga lili. Nanti dari telur yang dibuahi - zigot berkembang kuman benih, dan dari inti triploid- jaringan nutrisi - endosperma. Jadi, dari bakal biji sebuah benih terbentuk, dan dari integumennya - kulit biji. Di sekitar biji ovarium dan bagian lain dari bunga terbentuk janin.

tugas tematik

A1. Meiosis adalah proses

1) perubahan jumlah kromosom dalam sel

2) menggandakan jumlah kromosom dalam sel

3) pembentukan gamet

4) konjugasi kromosom

A2. Di jantung perubahan informasi turun-temurun dari anak-anak

dibandingkan dengan informasi induk adalah proses

1) menggandakan jumlah kromosom

2) mengurangi separuh jumlah kromosom

3) menggandakan jumlah DNA dalam sel

4) konjugasi dan pindah silang

A3. Pembelahan meiosis pertama berakhir dengan pembentukan:

2) sel dengan satu set kromosom haploid

3) sel diploid

4) sel-sel dari ploidi yang berbeda

A4. Meiosis menghasilkan:

1) spora pakis

2) sel-sel dinding antheridium pakis

3) sel-sel dinding arkegonium pakis

4) sel somatik lebah drone

A5. Metafase meiosis dapat dibedakan dari metafase mitosis dengan

1) lokasi bivalen di bidang ekuator

2) duplikasi kromosom dan puntirannya

3) pembentukan sel haploid

4) divergensi kromatid ke kutub

A6. Telofase dari pembelahan meiosis kedua dapat dikenali dengan:

1) pembentukan dua inti diploid

2) divergensi kromosom ke kutub sel

3) pembentukan empat inti haploid

4) menggandakan jumlah kromatid dalam sel

A7. Berapa banyak kromatid yang terdapat dalam inti spermatozoa tikus, jika diketahui inti sel somatiknya mengandung 42 kromosom

A8. Gamet yang terbentuk dari hasil meiosis adalah...

1) salinan dari set lengkap kromosom orang tua

2) salinan setengah set kromosom induk

3) satu set lengkap rekombinasi kromosom orangtua

4) setengah dari set rekombinasi kromosom induk

DALAM 1. Atur urutan yang benar dari proses yang terjadi pada meiosis

A) Lokasi bivalen di bidang ekuator

B) Pembentukan bivalen dan pindah silang

B. Divergensi kromosom homolog ke kutub sel

D) pembentukan empat inti haploid

E) pembentukan dua inti haploid yang masing-masing mengandung dua kromatid

Semua sel dalam tubuh kita terbentuk dari sel induk tunggal (zigot) melalui banyak divisi. Para ilmuwan telah menemukan bahwa jumlah divisi seperti itu terbatas. Keakuratan reproduksi sel yang menakjubkan disediakan oleh mekanisme yang di-debug selama miliaran tahun evolusi. Jika terjadi kegagalan pada sistem pembelahan sel, maka organisme tersebut menjadi unviable. Dalam pelajaran ini, Anda akan belajar bagaimana sel berkembang biak. Setelah menonton pelajaran, Anda dapat mempelajari topik “Pembelahan sel secara mandiri. Mitosis, berkenalan dengan mekanisme pembelahan sel. Anda akan belajar bagaimana proses pembelahan sel (kariogenesis dan sitogenesis), yang disebut "mitosis", berlangsung, fase apa yang termasuk dan apa perannya dalam reproduksi dan kehidupan organisme.

Topik: Tingkat seluler

Pelajaran: Pembelahan sel. Mitosis

Topik pelajaran: “Pembelahan sel. Mitosis".

Ahli biologi Amerika, pemenang Penghargaan Nobel H. J. Miller menulis: “Setiap detik di tubuh kita, ratusan juta balerina kecil yang tidak bernyawa tetapi sangat disiplin berkumpul, berpencar, berbaris, dan berhamburan ke arah yang berbeda, seperti penari di sebuah bola yang melakukan langkah-langkah rumit dari sebuah tarian tua. Tarian tertua di Bumi ini adalah Tarian Kehidupan. Dalam tarian seperti itu, sel-sel tubuh mengisi kembali barisan mereka, dan kita tumbuh dan eksis.

Salah satu tanda utama makhluk hidup - reproduksi diri - ditentukan pada tingkat sel. Selama pembelahan mitosis, dua sel anak terbentuk dari satu sel induk, yang menjamin kelangsungan hidup dan transmisi informasi turun-temurun.

Kehidupan sel dari awal satu divisi ke divisi berikutnya disebut siklus sel (Gbr. 1).

Interval antara pembelahan sel disebut interfase.

Beras. 1. Siklus sel (berlawanan arah jarum jam - dari atas ke bawah) ()

Pembelahan sel eukariotik dapat dibagi menjadi dua tahap. Pertama, nukleus membelah (kariogenesis), dan kemudian sitoplasma membelah (sitogenesis).

Beras. 2. Hubungan antara interfase dan mitosis dalam kehidupan sel ()

Interfase

Interfase ditemukan pada abad ke-19 ketika para ilmuwan mempelajari morfologi sel. Alat untuk mempelajari sel adalah mikroskop cahaya, dan perubahan yang paling nyata dalam struktur sel terjadi selama pembelahan. Keadaan sel antara dua divisi disebut "interfase" - fase perantara.

Proses terpenting dalam kehidupan sel (seperti transkripsi, translasi, dan replikasi) terjadi selama interfase.

Sel menghabiskan waktu untuk pembelahan dari 1 hingga 3 jam, dan interfase dapat berlangsung dari 20 menit hingga beberapa hari.

Interfase (pada Gambar 3 - I) terdiri dari beberapa fase antara:

Beras. 3. Fase siklus sel ()

Fase G1 (fase pertumbuhan awal - prasintetik): terjadi transkripsi, translasi dan sintesis protein;

S-fase (fase sintetik): terjadi replikasi DNA;

Fase G2 (fase pascasintetis): sel bersiap untuk pembelahan mitosis.

Sel-sel yang berdiferensiasi yang tidak lagi membelah tidak memiliki fase G2 dan mungkin tertidur dalam fase G0.

Sebelum nukleus membelah, kromatin (yang sebenarnya mengandung informasi keturunan) memadat dan berubah menjadi kromosom, yang terlihat dalam bentuk benang. Oleh karena itu nama pembelahan sel: "mitosis", yang berarti "benang" dalam terjemahan.

Mitosis adalah pembelahan sel tidak langsung di mana dua sel anak terbentuk dari satu sel induk dengan set kromosom yang sama dengan sel induk.

Proses ini memastikan pertumbuhan sel, pertumbuhan dan regenerasi organisme.

Pada organisme uniseluler, mitosis memastikan reproduksi aseksual.

Proses pembelahan mitosis berlangsung dalam 4 fase, di mana salinan informasi herediter (kromosom saudara) didistribusikan secara merata di antara sel-sel (Gbr. 2).

	Profase. Kromosom berputar. Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid. Membran nuklir larut, sentriol membelah dan menyimpang ke arah kutub. Spindel pembelahan mulai terbentuk - sistem filamen protein yang terdiri dari mikrotubulus, beberapa di antaranya melekat pada kromosom, beberapa membentang dari sentriol ke sentriol lainnya.
	Metafase. Kromosom terletak di bidang ekuator sel.
	Anafase. Kromatid yang membentuk kromosom menyimpang ke arah kutub sel, menjadi kromosom baru.
	Telofase. Despiralisasi kromosom dimulai. Pembentukan selubung inti, septum sel, pembentukan dua sel anak.

Beras. 4. Fase mitosis: profase, metafase, anafase, telofase ()

Fase pertama mitosis adalah profase. Sebelum dimulainya pembelahan selama periode sintetik interfase, jumlah pembawa informasi herediter berlipat ganda - transkripsi DNA.

DNA kemudian menyatu dengan protein histon dan menggulung sebanyak mungkin untuk membentuk kromosom. Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid saudara perempuan yang disatukan oleh sentromer (lihat video). Kromatid adalah salinan yang cukup tepat satu sama lain - materi genetik (DNA) kromatid disalin selama periode sintetik interfase.

Jumlah DNA dalam sel dilambangkan 4c: setelah replikasi pada periode sintetik interfase, menjadi dua kali lebih besar dari jumlah kromosom, yang dilambangkan 2n.

Pada profase, selubung nukleus dan nukleolus dihancurkan. Sentriol menyimpang ke kutub sel dan mulai membentuk gelendong pembelahan dengan bantuan mikrotubulus. Pada akhir profase, membran inti benar-benar hilang.

Fase kedua mitosis adalah metafase. Dalam metafase, kromosom dilekatkan oleh sentromer ke serat gelendong yang memanjang dari sentriol (lihat video). Mikrotubulus mulai memanjang, akibatnya kromosom berbaris di bagian tengah sel - di ekuatornya. Ketika sentromer terletak pada jarak yang sama dari kutub, gerakannya berhenti.

Dalam mikroskop cahaya, Anda dapat melihat pelat metafase, yang dibentuk oleh kromosom yang terletak di ekuator sel. Metafase dan anafase yang mengikutinya memberikan distribusi yang seragam dari informasi herediter kromatid saudara antar sel.

Fase mitosis selanjutnya adalah anafase. Dia yang terpendek. Sentromer kromosom membelah, dan masing-masing kromatid saudara yang dilepaskan menjadi kromosom independen.

Filamen spindel fisi menarik kromatid saudara ke kutub sel.

Sebagai hasil anafase, jumlah kromosom yang sama dikumpulkan di kutub seperti di sel asli. Jumlah DNA di kutub sel menjadi 2C, dan jumlah kromosom (kromatid saudara) menjadi 2n.

Tahap akhir mitosis adalah telofase. Di sekitar kromosom (kromatid saudara) yang terkumpul di kutub sel, membran inti mulai terbentuk. Dalam sel, dua inti muncul di kutub.

Proses kebalikan dari profase terjadi: DNA dan protein kromosom mulai terdekondensasi, dan kromosom berhenti terlihat di mikroskop cahaya, membran inti terbentuk, nukleolus terbentuk, di mana transkripsi dimulai, benang spindel menghilang.

Akhir telofase terutama bertepatan dengan pembelahan tubuh sel induk - sitokinesis.

sitokinesis

Distribusi sitoplasma pada sel tumbuhan dan hewan terjadi dengan cara yang berbeda. Dalam sel tumbuhan, dinding sel terbentuk di lokasi pelat metafase, yang membagi sel menjadi dua sel anak. Ini melibatkan spindel divisi dengan pembentukan struktur khusus - phragmoplast. Sel hewan membelah membentuk penyempitan.

Sebagai hasil dari mitosis, dua sel terbentuk yang secara genetik identik dengan aslinya, meskipun masing-masing hanya berisi satu salinan informasi herediter sel induk. Penyalinan informasi herediter terjadi selama periode sintetik interfase.

Terkadang pembelahan sitoplasma tidak terjadi, sel dua atau multi-nuklear terbentuk.

Seluruh proses pembelahan mitosis berlangsung dari beberapa menit hingga beberapa jam, tergantung pada karakteristik spesies organisme hidup.

Signifikansi biologis mitosis adalah untuk mempertahankan jumlah kromosom yang konstan dan stabilitas genetik organisme.

Selain mitosis, ada jenis pembelahan lain.

Hampir semua orang sel eukariotik ada yang disebut pembelahan langsung - amitosis.

Selama amitosis, pembentukan gelendong dan kromosom tidak terjadi. Distribusi materi genetik terjadi secara acak.

Dengan amitosis, sebagai suatu peraturan, sel membelah, yang melengkapi siklus hidupnya. Misalnya sel epitel kulit atau sel folikel ovarium. Amitosis juga terjadi pada proses patologis, seperti peradangan atau tumor ganas.

Gangguan mitosis

Jalannya mitosis yang benar dapat terganggu oleh: faktor eksternal. Misalnya, di bawah pengaruh radiasi sinar-x kromosom dapat putus. Kemudian mereka dipulihkan dengan bantuan enzim khusus. Namun, kesalahan dapat terjadi. Zat seperti alkohol dan eter dapat mengganggu pergerakan kromosom ke kutub sel, yang menyebabkan distribusi kromosom tidak merata. Dalam kasus ini, sel biasanya mati.

Ada zat yang mempengaruhi pembelahan spindel, tetapi tidak mempengaruhi distribusi kromosom. Akibatnya, nukleus tidak membelah, dan selubung nukleus akan menyatukan semua kromosom yang seharusnya didistribusikan di antara sel-sel baru. Sel-sel dengan satu set kromosom ganda terbentuk. Organisme seperti itu dengan satu set kromosom ganda atau tiga kali lipat disebut poliploid. Metode memperoleh poliploid banyak digunakan dalam pemuliaan untuk menciptakan varietas tanaman yang tahan.

Pelajarannya adalah tentang pembelahan sel secara mitosis. Sebagai hasil dari mitosis, sebagai suatu peraturan, dua sel terbentuk, identik dalam kuantitas dan kualitas bahan genetik dengan sel induk.

Pekerjaan rumah

1. Apa itu siklus sel? Apa saja fase-fasenya?

2. Proses apa yang disebut mitosis?

3. Apa yang terjadi pada sel selama mitosis?

3. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Dasar-dasar biologi umum. Kelas 9: Buku pelajaran untuk siswa di kelas 9 lembaga pendidikan / Ed. prof. DI. Ponomareva. - edisi ke-2. diperbaiki - M.: Ventana-Graf, 2005.

Buku teks untuk kelas 10-11

Bagian II. Reproduksi dan perkembangan organisme
Bab V. Reproduksi organisme

Setiap detik di Bumi, sejumlah besar makhluk hidup mati karena usia tua, penyakit, dan predator, dan hanya berkat reproduksi, sifat universal organisme ini, kehidupan di Bumi tidak berhenti.

Tampaknya proses reproduksi pada makhluk hidup sangat beragam, tetapi semuanya dapat direduksi menjadi dua bentuk: aseksual dan seksual. Beberapa organisme memiliki bentuk yang berbeda pembiakan. Misalnya, banyak tanaman dapat diperbanyak dengan stek, layering, umbi (reproduksi aseksual) dan biji (seksual).

Selama reproduksi seksual, setiap organisme berkembang dari satu sel, terbentuk dari perpaduan dua sel benih - pria dan wanita.

Dasar reproduksi dan perkembangan individu tubuh adalah proses pembelahan sel.

20. Pembelahan sel. Mitosis

Kemampuan untuk membelah adalah sifat yang paling penting dari sel. Tanpa pembelahan, mustahil membayangkan peningkatan jumlah makhluk uniseluler, perkembangan organisme multiseluler yang kompleks dari satu telur yang dibuahi, pembaruan sel, jaringan, dan bahkan organ yang hilang selama kehidupan organisme.

Pembelahan sel dilakukan secara bertahap. Pada setiap tahap pembelahan, terjadi proses-proses tertentu. Mereka menyebabkan penggandaan materi genetik (sintesis DNA) dan distribusinya di antara sel anak. Periode kehidupan sel dari satu pembelahan ke pembelahan berikutnya disebut siklus sel.

Mempersiapkan divisi. organisme eukariotik, terdiri dari sel-sel dengan inti, mulai mempersiapkan pembelahan pada tahap tertentu dari siklus sel, dalam interfase.

Selama periode interfase dalam sel terjadi proses biosintesis protein, kromosom berlipat ganda. Sepanjang kromosom asli dari senyawa kimia yang ada di dalam sel, salinan persisnya disintesis, molekul DNA digandakan. Kromosom ganda terdiri dari dua bagian - kromatid. Setiap kromatid mengandung satu molekul DNA.

Interfase pada sel tumbuhan dan hewan rata-rata berlangsung 10-20 jam, kemudian terjadi proses pembelahan sel – mitosis.

Selama mitosis, sel melewati serangkaian fase berturut-turut, sebagai akibatnya setiap sel anak menerima set kromosom yang sama seperti di sel induk.

fase mitosis. Ada empat fase mitosis: profase, metafase, anafase, dan telofase. Gambar 29 secara skematis menunjukkan jalannya mitosis. Dalam profase, sentriol terlihat jelas - formasi yang terletak di pusat sel dan berperan dalam divergensi kromosom anak hewan. (Ingat bahwa hanya beberapa tumbuhan yang memiliki sentriol di pusat sel, yang mengatur divergensi kromosom.) Kita akan membahas mitosis menggunakan contoh sel hewan, karena kehadiran sentriol membuat proses segregasi kromosom lebih terlihat. Sentriol berlipat ganda dan menyimpang ke kutub sel yang berbeda. Mikrotubulus memanjang dari sentriol, membentuk serat gelendong, yang mengatur divergensi kromosom ke kutub sel yang membelah.

Beras. 29. Skema mitosis

Pada akhir profase, membran nukleus hancur, nukleolus berangsur-angsur menghilang, kromosom menjadi spiral dan akibatnya memendek dan menebal, dan mereka sudah dapat diamati di bawah mikroskop cahaya. Mereka bahkan lebih baik terlihat pada tahap mitosis berikutnya - metafase.

Pada metafase, kromosom terletak di bidang ekuator sel. Terlihat jelas bahwa setiap kromosom, yang terdiri dari dua kromatid, memiliki penyempitan - sentromer. Kromosom melekat pada serat gelendong oleh sentromernya. Setelah pembelahan sentromer, setiap kromatid menjadi kromosom anak independen.

Kemudian datang tahap mitosis berikutnya - anafase, di mana kromosom anak (kromatid dari satu kromosom) menyimpang ke kutub sel yang berbeda.

Tahap pembelahan sel selanjutnya adalah telofase. Ini dimulai setelah kromosom anak, yang terdiri dari satu kromatid, telah mencapai kutub sel. Pada tahap ini, kromosom mengalami despiralisasi lagi dan memperoleh bentuk yang sama seperti sebelum pembelahan sel dimulai pada interfase (filamen tipis panjang). Sebuah amplop nuklir muncul di sekitar mereka, dan nukleolus terbentuk dalam nukleus, di mana ribosom disintesis. Dalam proses pembelahan sitoplasma, semua organel (mitokondria, kompleks Golgi, ribosom, dll.) kurang lebih terdistribusi secara merata di antara sel anak.

Jadi, sebagai hasil mitosis, dua sel diperoleh dari satu sel, yang masing-masing memiliki jumlah dan bentuk kromosom yang khas untuk jenis organisme tertentu, dan, akibatnya, jumlah DNA yang konstan.

Seluruh proses mitosis memakan waktu rata-rata 1-2 jam, durasinya agak berbeda untuk berbagai jenis sel. Itu juga tergantung pada kondisi lingkungan eksternal (suhu, rezim cahaya, dan indikator lainnya).

Signifikansi biologis mitosis terletak pada kenyataan bahwa mitosis memastikan keteguhan jumlah kromosom di semua sel tubuh. Dalam proses mitosis, DNA kromosom sel induk didistribusikan secara merata antara dua sel anak yang muncul darinya. Sebagai hasil dari mitosis, semua sel anak menerima informasi genetik yang sama.

1. Perubahan apa yang terjadi pada sel sebelum pembelahan?
2. Kapan spindel terbentuk? Apa perannya?
3. Jelaskan fase-fase mitosis dan jelaskan secara singkat bagaimana proses ini terjadi.
4. Apa itu kromatid? Kapan itu menjadi kromosom?
5. Apa itu sentromer? Apa perannya dalam mitosis?
6. Apa signifikansi biologis mitosis?

Ingat dari kursus botani, zoologi, anatomi, fisiologi dan kebersihan manusia bagaimana reproduksi terjadi di dunia organik.

Komponen terpenting dari siklus sel adalah siklus mitosis (proliferatif). Ini adalah kompleks fenomena yang saling terkait dan terkoordinasi selama pembelahan sel, serta sebelum dan sesudahnya. Siklus mitosis adalah serangkaian proses yang terjadi dalam sel dari satu pembelahan ke pembelahan berikutnya dan diakhiri dengan pembentukan dua sel generasi berikutnya. Selain itu, konsep daur hidup juga mencakup periode kinerja oleh sel dari fungsinya dan periode istirahat. Pada saat ini, nasib sel selanjutnya tidak pasti: sel mungkin mulai membelah (memasuki mitosis) atau mulai bersiap untuk melakukan fungsi tertentu.

Tahap utama mitosis

1. Reduplikasi (penggandaan diri) informasi genetik sel induk dan distribusi seragam di antara sel anak. Ini disertai dengan perubahan struktur dan morfologi kromosom, di mana lebih dari 90% informasi sel eukariotik terkonsentrasi.
2. Siklus mitosis terdiri dari empat periode berturut-turut: G2 prasintetik (atau pascamitotik), S sintetik, G2 pascasintetis (atau pramitotik) dan mitosis itu sendiri. Mereka merupakan interfase autocatalytic (periode persiapan).

Fase siklus sel:

1) prasintetik (G1). Terjadi segera setelah pembelahan sel. Sintesis DNA belum terjadi. Sel secara aktif tumbuh dalam ukuran, menyimpan zat yang diperlukan untuk pembelahan: protein (histones, protein struktural, enzim), RNA, molekul ATP. Ada pembagian mitokondria dan kloroplas (yaitu, struktur yang mampu melakukan autoreproduksi). Fitur-fitur organisasi sel interfase dipulihkan setelah pembelahan sebelumnya;

2) sintetis (S). Materi genetik diduplikasi dengan replikasi DNA. Ini terjadi dengan cara semi-konservatif, ketika heliks ganda molekul DNA menyimpang menjadi dua untai dan untai komplementer disintesis pada masing-masing untai.
Akibatnya, dua heliks ganda DNA yang identik terbentuk, yang masing-masing terdiri dari satu untai DNA baru dan satu untai DNA lama. Jumlah materi keturunan menjadi dua kali lipat. Selain itu, sintesis RNA dan protein terus berlanjut. Juga, sebagian kecil DNA mitokondria mengalami replikasi (bagian utamanya direplikasi pada periode G2);

3) pascasintetis (G2). DNA tidak lagi disintesis, tetapi ada koreksi atas kekurangan yang dilakukan selama sintesisnya pada periode S (perbaikan). Energi dan nutrisi juga terakumulasi, sintesis RNA dan protein (terutama nuklir) berlanjut.

S dan G2 berhubungan langsung dengan mitosis, sehingga kadang-kadang diisolasi dalam periode terpisah - preprofase.
Ini diikuti oleh mitosis itu sendiri, yang terdiri dari empat fase. Proses pembagian meliputi beberapa fase yang berurutan dan merupakan suatu siklus. Durasinya berbeda dan berkisar antara 10 hingga 50 jam di sebagian besar sel. Pada saat yang sama, dalam sel tubuh manusia, durasi mitosis itu sendiri adalah 1-1,5 jam, periode interfase G2 adalah 2-3 jam, S-periode interfase adalah 6-10 jam.
Durasi tahap individu berbeda dan bervariasi tergantung pada jenis jaringan, keadaan fisiologis tubuh, dan faktor eksternal. Tahap terpanjang dikaitkan dengan proses sintesis intraseluler: profase dan telofase. Fase mitosis yang paling cepat, di mana pergerakan kromosom terjadi: metafase dan anafase. Proses sebenarnya divergensi kromosom ke kutub biasanya tidak lebih dari 10 menit.

Profase

Peristiwa utama profase meliputi kondensasi kromosom di dalam nukleus dan pembentukan gelendong fisi di sitoplasma sel. Disintegrasi nukleolus dalam profase adalah karakteristik, tetapi bukan fitur wajib untuk semua sel.
Secara konvensional, momen terjadinya kromosom yang terlihat secara mikroskopis karena kondensasi kromatin intranuklear diambil sebagai awal profase. Pemadatan kromosom terjadi karena heliks DNA bertingkat. Perubahan ini disertai dengan peningkatan aktivitas fosforilase yang memodifikasi histon yang terlibat langsung dalam perakitan DNA. Akibatnya, aktivitas transkripsi kromatin menurun tajam, gen nukleolar tidak aktif, dan sebagian besar protein nukleolus terdisosiasi. Kromatid saudara perempuan yang memadat pada profase awal tetap berpasangan sepanjang panjangnya dengan bantuan protein kohesin, namun, pada awal prometafase, hubungan antara kromatid hanya dipertahankan di wilayah sentromer. Pada profase akhir, kinetokor matang terbentuk pada setiap sentromer kromatid saudara perempuan, yang diperlukan agar kromosom dapat menempel pada mikrotubulus gelendong pada prometafase.

Seiring dengan proses kondensasi intranuklear kromosom, gelendong mitosis mulai terbentuk di sitoplasma - salah satu struktur utama alat pembelahan sel yang bertanggung jawab untuk distribusi kromosom di antara sel anak. Dalam pembentukan gelendong pembelahan di semua sel eukariotik, badan kutub, mikrotubulus, dan kinetokor kromosom ambil bagian.

Dengan dimulainya pembentukan gelendong mitosis di profase, perubahan dramatis dalam sifat dinamis mikrotubulus terkait. Waktu paruh mikrotubulus rata-rata berkurang sekitar 20 kali dari 5 menit hingga 15 detik. Namun, laju pertumbuhannya meningkat sekitar 2 kali dibandingkan dengan mikrotubulus interfase yang sama. Ujung plus polimerisasi "tidak stabil secara dinamis" dan tiba-tiba bertransisi dari pertumbuhan seragam ke pemendekan yang cepat, yang sering kali mendepolimerisasi seluruh mikrotubulus. Patut dicatat bahwa untuk berfungsinya gelendong mitosis, keseimbangan tertentu diperlukan antara proses perakitan dan depolimerisasi mikrotubulus, karena mikrotubulus gelendong yang distabilkan atau didepolimerisasi tidak dapat memindahkan kromosom.

Seiring dengan perubahan yang diamati dalam sifat dinamis mikrotubulus yang membentuk filamen gelendong, kutub fisi terbentuk di profase. Sentrosom yang direplikasi dalam fase S menyimpang ke arah yang berlawanan karena interaksi mikrotubulus kutub yang tumbuh satu sama lain. Dengan ujung minusnya, mikrotubulus direndam dalam zat amorf sentrosom, dan proses polimerisasi berlangsung dari sisi ujung plus menghadap bidang ekuator sel. Pada saat yang sama, kemungkinan mekanisme pemisahan kutub dijelaskan sebagai berikut: protein seperti dynein mengarahkan ujung plus yang berpolimerisasi dari mikrotubulus kutub dalam arah paralel, dan protein seperti kinesin, pada gilirannya, mendorongnya menuju kutub pembelahan.

Sejalan dengan kondensasi kromosom dan pembentukan gelendong mitosis, selama profase, terjadi fragmentasi retikulum endoplasma, yang pecah menjadi vakuola kecil, yang kemudian menyimpang ke pinggiran sel. Pada saat yang sama, ribosom kehilangan kontak dengan membran RE. Sisterna aparatus Golgi juga mengubah lokalisasi perinuklearnya, hancur menjadi dictyosom terpisah, didistribusikan dalam sitoplasma tanpa urutan khusus.

prometafase

Akhir profase dan permulaan prometafase biasanya ditandai dengan disintegrasi membran inti. Sejumlah protein lamina terfosforilasi, akibatnya selubung nukleus terfragmentasi menjadi vakuola kecil, dan kompleks pori menghilang. Setelah penghancuran membran nukleus, kromosom diatur secara acak di wilayah nukleus. Namun, segera mereka semua mulai bergerak.

Dalam prometafase, gerakan kromosom yang intensif tetapi acak diamati. Awalnya, kromosom individu dengan cepat melayang menuju kutub terdekat dari gelendong mitosis dengan kecepatan hingga 25 m/menit. Di dekat kutub pembelahan, kemungkinan interaksi ujung plus mikrotubulus spindel yang baru disintesis dengan kinetokor kromosom meningkat. Sebagai hasil dari interaksi ini, mikrotubulus kinetokor distabilkan dari depolimerisasi spontan, dan pertumbuhannya sebagian memastikan jarak kromosom yang terhubung dengannya dalam arah dari kutub ke bidang ekuator gelendong. Di sisi lain, kromosom diambil alih oleh untaian mikrotubulus yang berasal dari kutub berlawanan dari gelendong mitosis. Berinteraksi dengan kinetokor, mereka juga berpartisipasi dalam pergerakan kromosom. Akibatnya, kromatid saudara dikaitkan dengan kutub yang berlawanan dari gelendong. Gaya yang dikembangkan oleh mikrotubulus dari kutub yang berbeda tidak hanya menstabilkan interaksi mikrotubulus ini dengan kinetokor, tetapi juga, pada akhirnya, membawa setiap kromosom ke bidang pelat metafase.

Dalam sel mamalia, prometafase berlangsung, sebagai suatu peraturan, dalam waktu 10-20 menit. Pada neuroblas belalang, tahap ini hanya membutuhkan waktu 4 menit, sedangkan pada endosperma Haemanthus dan fibroblas kadal membutuhkan waktu sekitar 30 menit.

metafase

Pada akhir prometafase, kromosom terletak di bidang ekuator gelendong kira-kira pada jarak yang sama dari kedua kutub pembelahan, membentuk pelat metafase. Morfologi pelat metafase dalam sel hewan, sebagai suatu peraturan, dibedakan oleh susunan kromosom yang teratur: daerah sentromer menghadap ke pusat gelendong, dan bahu menghadap ke pinggiran sel. Pada sel tumbuhan, kromosom sering terletak pada bidang ekuator dari gelendong tanpa urutan yang ketat.

Metafase menempati bagian penting dari periode mitosis, dan ditandai dengan keadaan yang relatif stabil. Selama ini, kromosom ditahan di bidang ekuator gelendong karena gaya tegangan yang seimbang dari mikrotubulus kinetokor, membuat gerakan osilasi dengan amplitudo kecil di bidang pelat metafase.

Dalam metafase, serta selama fase mitosis lainnya, pembaruan aktif mikrotubulus gelendong berlanjut melalui perakitan intensif dan depolimerisasi molekul tubulin. Meskipun ada beberapa stabilisasi bundel mikrotubulus kinetokor, ada penyortiran konstan mikrotubulus interpolar, jumlah yang dalam metafase mencapai maksimum.
Pada akhir metafase, pemisahan yang jelas dari kromatid saudara diamati, hubungan di antaranya hanya dipertahankan di daerah sentromer. Lengan kromatid disusun sejajar satu sama lain, dan celah yang memisahkannya menjadi terlihat jelas.

Anafase

Anafase adalah tahap terpendek dari mitosis, yang dimulai dengan pemisahan tiba-tiba dan pemisahan berikutnya kromatid saudara menuju kutub yang berlawanan dari sel. Kromatid berpisah dengan laju seragam hingga 0,5-2 m/menit, dan sering berbentuk V. Pergerakan mereka disebabkan oleh aksi kekuatan yang signifikan, diperkirakan 10 dyne per kromosom, yang 10.000 kali lebih besar dari kekuatan yang dibutuhkan untuk hanya memindahkan kromosom melalui sitoplasma dengan kecepatan yang diamati.
Sebagai aturan, pemisahan kromosom dalam anafase terdiri dari dua proses yang relatif independen yang disebut anafase A dan anafase B.
Anafase A ditandai dengan pemisahan kromatid saudara ke kutub yang berlawanan dari pembelahan sel. Dalam hal ini, gaya yang sama yang sebelumnya menahan kromosom pada bidang pelat metafase bertanggung jawab atas pergerakannya. Proses pemisahan kromatid disertai dengan pemendekan panjang mikrotubulus kinetokor depolimerisasi. Selain itu, pembusukan mereka diamati terutama di wilayah kinetokor, dari sisi ujung plus. Mungkin, depolimerisasi mikrotubulus di kinetokor atau di wilayah kutub pembelahan adalah kondisi yang diperlukan untuk memindahkan kromatid saudara, karena gerakannya berhenti ketika taksol atau air berat ditambahkan, yang memiliki efek menstabilkan pada mikrotubulus. Mekanisme yang mendasari segregasi kromosom pada anafase A masih belum diketahui.

Selama anafase B, kutub pembelahan sel itu sendiri menyimpang, dan, tidak seperti anafase A, proses ini terjadi karena perakitan mikrotubulus kutub dari ujung plus. Benang antiparalel polimerisasi dari spindel, ketika berinteraksi, sebagian menciptakan gaya yang mendorong kutub terpisah. Besarnya pergerakan relatif kutub dalam hal ini, serta tingkat tumpang tindih mikrotubulus kutub di zona ekuator sel, sangat bervariasi pada individu dari spesies yang berbeda. Selain gaya tolak, kutub pembelahan dipengaruhi oleh gaya tarikan dari mikrotubulus astral, yang dibuat sebagai hasil interaksi dengan protein mirip dynein pada membran plasma sel.
Urutan, durasi, dan kontribusi relatif dari masing-masing dari dua proses yang membentuk anafase bisa sangat berbeda. Jadi, dalam sel mamalia, anafase B dimulai segera setelah awal divergensi kromatid ke kutub yang berlawanan dan berlanjut hingga pemanjangan gelendong mitosis 1,5-2 kali dibandingkan dengan metafase satu. Di beberapa sel lain, anafase B dimulai hanya setelah kromatid mencapai kutub pembelahan. Pada beberapa protozoa, selama anafase B, spindel memanjang 15 kali dibandingkan dengan metafase. Anafase B tidak ada dalam sel tumbuhan.

Telofase

Telofase dianggap sebagai tahap akhir mitosis; permulaannya diambil sebagai saat ketika kromatid saudara perempuan yang terpisah berhenti di kutub yang berlawanan dari pembelahan sel. Pada telofase awal, dekondensasi kromosom diamati dan, akibatnya, peningkatan volumenya. Di dekat kromosom individu yang dikelompokkan, fusi vesikel membran dimulai, yang menimbulkan rekonstruksi membran nuklir. Bahan untuk konstruksi membran inti anak yang baru terbentuk adalah fragmen dari membran inti sel induk yang awalnya membusuk, serta elemen retikulum endoplasma. Dalam hal ini, vesikel individu mengikat permukaan kromosom dan bergabung bersama. Secara bertahap dipulihkan eksternal dan internal membran inti, lamina nukleus dan pori nukleus dipulihkan. Dalam proses perbaikan selubung nukleus, vesikel membran diskrit mungkin terhubung ke permukaan kromosom tanpa mengenali urutan nukleotida tertentu, karena percobaan telah menunjukkan bahwa perbaikan membran nukleus terjadi di sekitar molekul DNA yang dipinjam dari organisme mana pun, bahkan dari virus bakteri. Di dalam inti sel yang baru terbentuk, kromatin berpindah ke keadaan terdispersi, sintesis RNA dilanjutkan, dan nukleolus menjadi terlihat.

Sejalan dengan proses pembentukan inti sel anak di telofase, pembongkaran mikrotubulus spindel fisi dimulai dan berakhir. Depolimerisasi berlangsung dalam arah dari kutub pembelahan ke bidang ekuator sel, dari ujung minus ke ujung plus. Pada saat yang sama, mikrotubulus disimpan paling lama di bagian tengah gelendong, yang membentuk sisa tubuh Fleming.

Akhir telofase terutama bertepatan dengan pembelahan tubuh sel induk - sitokinesis. Dalam hal ini, dua atau lebih sel anak terbentuk. Proses yang mengarah pada pembelahan sitoplasma dimulai pada pertengahan anafase dan dapat berlanjut setelah akhir telofase. Mitosis tidak selalu disertai dengan pembelahan sitoplasma, sehingga sitokinesis tidak diklasifikasikan sebagai fase pembelahan mitosis yang terpisah dan biasanya dianggap sebagai bagian dari telofase.
Ada dua jenis utama sitokinesis: pembelahan dengan penyempitan melintang sel dan pembelahan dengan pembentukan pelat sel. Bidang pembelahan sel ditentukan oleh posisi gelendong mitosis dan berjalan tegak lurus terhadap sumbu panjang gelendong.

Ketika membelah dengan penyempitan melintang sel, tempat pembelahan sitoplasma awalnya ditetapkan selama periode anafase, ketika cincin kontraktil filamen aktin dan miosin muncul di bidang pelat metafase di bawah membran sel. Selanjutnya, karena aktivitas cincin kontraktil, alur pembelahan terbentuk, yang secara bertahap semakin dalam sampai sel benar-benar terbagi. Pada akhir sitokinesis, cincin kontraktil benar-benar hancur, dan membran plasma menyempit di sekitar badan Fleming residual, yang terdiri dari akumulasi sisa-sisa dua kelompok mikrotubulus polar yang tersusun rapat dengan bahan matriks padat.
Pembelahan dengan pembentukan pelat sel dimulai dengan pergerakan vesikel kecil yang dibatasi membran menuju bidang ekuator sel. Di sini mereka menyatu untuk membentuk struktur tertutup membran berbentuk cakram, pelat sel awal. Vesikel kecil terutama berasal dari aparatus Golgi dan berjalan menuju bidang ekuator sepanjang mikrotubulus kutub sisa dari gelendong, membentuk struktur silinder yang disebut phragmoplast. Saat pelat sel mengembang, mikrotubulus dari phragmoplast awal secara bersamaan bergerak ke pinggiran sel, di mana, karena vesikel membran baru, pertumbuhan pelat sel berlanjut sampai fusi terakhirnya dengan membran sel induk. Setelah pemisahan akhir sel anak, mikrofibril selulosa disimpan di pelat sel, menyelesaikan pembentukan dinding sel yang kaku.

Untuk menentukan penyelesaian setiap fase siklus sel, perlu ada pos pemeriksaan di dalamnya. Jika sel "melewati" pos pemeriksaan, maka sel itu terus "bergerak" melalui siklus sel. Namun, jika beberapa keadaan, seperti kerusakan DNA, mencegah sel melewati pos pemeriksaan, yang dapat dibandingkan dengan semacam pos pemeriksaan, maka sel berhenti dan fase lain dari siklus sel tidak terjadi, setidaknya sampai rintangan dihilangkan, mencegah kandang melewati pos pemeriksaan.

Sebuah sel dalam hidupnya melewati keadaan yang berbeda: fase pertumbuhan dan fase persiapan untuk pembelahan dan pembelahan.

Fase pembelahan sel

Siklus sel - transisi dari pembelahan ke sintesis zat yang membentuk sel, dan sekali lagi ke pembelahan - dapat direpresentasikan dalam diagram sebagai siklus di mana beberapa fase dibedakan.

Setelah pembelahan sel, sel memasuki fase sintesis protein dan pertumbuhan, fase ini disebut G1. Sebagian sel dari fase ini masuk ke fase G0, sel-sel ini berfungsi dan kemudian mati tanpa pembelahan (misalnya, eritrosit). Tetapi sebagian besar sel, setelah mengumpulkan zat-zat yang diperlukan dan memulihkan ukurannya, dan kadang-kadang tanpa mengubah ukurannya setelah pembelahan sebelumnya, memulai persiapan untuk pembelahan berikutnya.

Fase ini disebut fase S - fase sintesis DNA, kemudian, ketika kromosom telah berlipat ganda, sel memasuki fase G2 - fase persiapan untuk mitosis.

Kemudian mitosis (pembelahan sel) terjadi, dan siklus berulang. Fase G1, G2, S secara kolektif disebut interfase (yaitu, fase antara pembelahan sel).

Kehidupan sel dan transisi dari satu fase siklus sel ke fase lainnya diatur oleh perubahan konsentrasi protein siklin, seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Dalam persiapan untuk pembelahan, replikasi DNA terjadi, salinannya disintesis pada setiap kromosom.

Selama kromosom ini tidak berpisah setelah duplikasi, setiap kromosom dalam pasangan ini disebut kromatid. Setelah replikasi, DNA memadat, kromosom menjadi lebih kompak, dan dalam keadaan ini mereka dapat dilihat di mikroskop cahaya.

Di antara pembelahan, kromosom-kromosom ini tidak terlalu padat dan dalam lagi tidak terpilin. Jelas bahwa dalam keadaan kental sulit bagi mereka untuk berfungsi. Kromosom terlihat seperti huruf X hanya selama salah satu tahap mitosis. Sebelumnya, diyakini bahwa di antara pembelahan sel, DNA kromosom (kromatin) dalam keadaan tidak terpuntir sepenuhnya, tetapi sekarang ternyata struktur kromosom cukup kompleks dan tingkat dekondensasi kromatin antar pembelahan tidak terlalu tinggi.

Proses pembelahan, di mana sel yang awalnya diploid menghasilkan dua sel anak, juga diploid, disebut mitosis. Kromosom yang ada dalam sel digandakan, berbaris di dalam sel, membentuk pelat mitosis, serat gelendong melekat padanya, yang membentang ke kutub sel, dan sel membelah, membentuk dua salinan dari set asli.

Dengan pembentukan gamet, yaitu sel germinal - spermatozoa dan telur - terjadi pembelahan sel, yang disebut meiosis.

Sel asli memiliki satu set kromosom diploid, yang kemudian berlipat ganda. Tetapi, jika selama mitosis di setiap kromosom kromatid hanya menyimpang, maka selama meiosis kromosom (terdiri dari dua kromatid) terjalin erat dengan bagian-bagiannya dengan kromosom homolog lain (juga terdiri dari dua kromatid), dan terjadi pindah silang - pertukaran bagian kromosom yang homolog.

Kemudian kromosom baru dengan campuran gen ibu dan ayah menyimpang dan sel-sel dengan set kromosom diploid terbentuk, tetapi komposisi kromosom ini sudah berbeda dari aslinya, rekombinasi telah terjadi di dalamnya. Pembelahan meiosis pertama selesai, dan pembelahan meiosis kedua terjadi tanpa sintesis DNA, oleh karena itu, selama pembelahan ini, jumlah DNA dibelah dua. Dari sel asli dengan set kromosom diploid, gamet dengan set haploid muncul.

Selama meiosis, fase-fase juga disebut, tetapi ditunjukkan pada divisi mana meiosis itu berasal.

Pindah silang - pertukaran bagian antara kromosom homolog - terjadi pada profase pembelahan pertama meiosis (profase I), yang meliputi langkah-langkah berikut: leptonema, zygonema, pachinema, diplonema, diakinesis.

pembelahan sel

Proses biologis yang mendasari reproduksi dan perkembangan individu semua organisme hidup.

Bentuk reproduksi sel yang paling luas pada organisme hidup adalah pembelahan tidak langsung, atau (dari bahasa Yunani.

"mitos" - utas). Mitosis terdiri dari empat fase berturut-turut. Mitosis memberikan pemerataan informasi genetik sel induk antara sel anak.

Periode kehidupan sel antara dua mitosis disebut interfase. Ini sepuluh kali lebih lama dari mitosis. Sejumlah proses yang sangat penting terjadi di dalamnya yang mendahului pembelahan sel: molekul ATP dan protein disintesis, setiap kromosom berlipat ganda, membentuk dua kromatid saudara perempuan yang disatukan oleh sentromer yang sama, dan jumlah organel sel utama meningkat.

Mitosis

Ada empat fase dalam mitosis: profase, metafase, anafase, dan telofase.

SAYA.

Profase adalah fase mitosis terpanjang. Kromosom, yang terdiri dari dua kromatid saudara perempuan yang disatukan oleh sentromer, berputar di dalamnya dan akibatnya menebal. Pada akhir profase, membran inti dan nukleolus menghilang dan kromosom menyebar ke seluruh sel.

Di sitoplasma, menjelang akhir profase, sentriol bergerak ke pita dan membentuk gelendong divisi.

• II. Metafase - kromosom terus berputar, sentromernya terletak di sepanjang khatulistiwa (dalam fase ini paling terlihat). Serat spindel melekat padanya.
• AKU AKU AKU. Anafase - sentromer membelah, kromatid saudara terpisah satu sama lain dan, karena kontraksi filamen gelendong, pindah ke kutub sel yang berlawanan.
IV.

Telofase - sitoplasma membelah, kromosom terlepas, nukleolus dan membran nukleus terbentuk lagi. Setelah itu, penyempitan terbentuk di zona ekuator sel, yang memisahkan dua sel saudara.

Jadi dari satu sel asli (ibu) dua yang baru terbentuk - anak perempuan, memiliki satu set kromosom, yang, dalam hal kuantitas dan kualitas, dalam hal kandungan informasi herediter, morfologis, anatomis dan karakteristik fisiologis benar-benar identik dengan induknya.

Pertumbuhan, perkembangan individu, pembaruan konstan jaringan organisme multiseluler ditentukan oleh proses pembelahan sel mitosis.

Semua perubahan yang terjadi selama mitosis dikendalikan oleh sistem neuroregulasi, yaitu

e. sistem saraf, hormon kelenjar adrenal, kelenjar pituitari, kelenjar tiroid dan sebagainya.

meiosis

(dari bahasa Yunani "meiosis." - reduksi) adalah pembelahan di zona pematangan sel germinal, disertai dengan separuh jumlah kromosom. Ini juga terdiri dari dua divisi berturut-turut yang memiliki fase yang sama dengan mitosis.

Namun, durasi fase individu dan proses yang terjadi di dalamnya berbeda secara signifikan dari proses yang terjadi pada mitosis.

Perbedaan-perbedaan ini terutama sebagai berikut.

Pada meiosis, profase I lebih panjang. Di dalamnya, konjugasi (sambungan) kromosom dan pertukaran informasi genetik terjadi.

Kuliah No. 13. Cara pembelahan sel eukariotik: mitosis, meiosis, amitosis

(Pada gambar di atas, profase ditandai dengan angka 1, 2, 3, konjugasi ditunjukkan di bawah angka 3). Dalam metafase, perubahan yang sama terjadi seperti pada metafase mitosis, tetapi dengan satu set kromosom haploid (4).

Pada anafase I, sentromer yang menyatukan kromatid tidak membelah, dan salah satu kromosom homolog bergerak ke kutub (5). Pada telofase II, empat sel dengan satu set kromosom haploid (6) terbentuk.

Interfase sebelum pembelahan kedua pada meiosis sangat singkat, DNA tidak disintesis di dalamnya. Sel (gamet) yang terbentuk sebagai hasil dari dua pembelahan meiosis mengandung satu set kromosom haploid (tunggal).

Satu set lengkap kromosom - diploid 2n - dipulihkan dalam tubuh selama pembuahan sel telur, selama reproduksi seksual.

Reproduksi seksual ditandai dengan pertukaran informasi genetik antara wanita dan pria.

Ini terkait dengan pembentukan dan fusi sel benih haploid khusus - gamet, yang terbentuk sebagai hasil meiosis. Fertilisasi adalah proses peleburan sel telur dan sperma (gamet betina dan jantan), di mana set kromosom diploid dipulihkan. Telur yang telah dibuahi disebut zigot.

Dalam proses pembuahan, berbagai varian koneksi gamet dapat diamati. Misalnya, ketika kedua gamet yang memiliki alel yang sama dari satu atau lebih gen bergabung, homozigot terbentuk, di mana semua sifat dipertahankan dalam bentuk murninya.

Jika gen dalam gamet diwakili oleh alel yang berbeda, heterozigot terbentuk. Pada keturunannya, dasar-dasar herediter yang sesuai dengan berbagai gen ditemukan. Pada manusia, homozigositas hanya sebagian, untuk gen individu.

Pola utama transmisi sifat turun-temurun dari orang tua ke keturunannya ditetapkan oleh G.

Mendel pada paruh kedua abad ke-19. Sejak saat itu, dalam genetika (ilmu tentang hukum hereditas dan variabilitas organisme), konsep-konsep seperti sifat-sifat dominan dan resesif, genotipe dan fenotipe, dll. telah mapan dengan sendirinya. Sifat-sifat dominan adalah dominan, resesif - inferior, atau menghilang pada generasi-generasi berikutnya. Dalam genetika, sifat-sifat ini dilambangkan dengan huruf alfabet latin: Yang dominan dilambangkan dengan huruf kapital, yang resesif dilambangkan dengan huruf kecil.

Dalam kasus homozigositas, masing-masing pasangan gen (alel) mencerminkan sifat dominan atau resesif, yang dalam kedua kasus menunjukkan efeknya.

Pada organisme heterozigot, alel dominan terletak pada satu kromosom, dan resesif, ditekan oleh dominan, berada di wilayah yang sesuai dari kromosom homolog lainnya.

Selama pembuahan, kombinasi baru dari set diploid terbentuk. Oleh karena itu, pembentukan organisme baru dimulai dengan peleburan dua sel benih (gamet) hasil meiosis. Selama meiosis, redistribusi materi genetik (rekombinasi gen) terjadi pada keturunan atau pertukaran alel dan kombinasinya dalam variasi baru, yang menentukan penampilan individu baru.

Tak lama setelah pembuahan, sintesis DNA terjadi, kromosom berlipat ganda, dan pembelahan pertama dari inti zigot terjadi, yang dilakukan oleh mitosis dan merupakan awal dari perkembangan organisme baru.

Sel berkembang biak dengan membelah diri. Ada dua jenis pembelahan: mitosis dan meiosis.

Mitosis(dari mitos Yunani - utas), atau pembelahan sel tidak langsung, adalah proses berkelanjutan, sebagai akibatnya penggandaan pertama terjadi, dan kemudian distribusi seragam bahan herediter yang terkandung dalam kromosom antara dua sel yang dihasilkan.

Ini adalah signifikansi biologisnya. Pembelahan nukleus berarti pembelahan seluruh sel. Proses ini disebut sitokinesis (dari bahasa Yunani cytos - sel).

Keadaan sel antara dua mitosis disebut interfase, atau interkinesis, dan semua perubahan yang terjadi di dalamnya selama persiapan untuk mitosis dan selama periode pembelahan disebut mitosis, atau siklus sel.

Pada sel yang berbeda siklus mitosis memiliki durasi yang berbeda. Sebagian besar waktu, sel dalam keadaan interkinesis; mitosis berlangsung dalam waktu yang relatif singkat.

Dalam siklus mitosis umum, mitosis itu sendiri membutuhkan 1/25-1/20 dari waktu, dan di sebagian besar sel itu berlangsung 0,5-2 jam.

Ketebalan kromosom sangat kecil sehingga ketika memeriksa inti interfase dalam mikroskop cahaya, mereka tidak terlihat, hanya mungkin untuk membedakan butiran kromatin di simpul puntirannya.

Mikroskop elektron memungkinkan untuk mendeteksi kromosom dalam inti yang tidak membelah, meskipun pada saat itu mereka sangat panjang dan terdiri dari dua untai kromatid, yang masing-masing hanya berdiameter 0,01 mikron. Akibatnya, kromosom dalam nukleus tidak hilang, tetapi berbentuk benang panjang dan tipis yang hampir tidak terlihat.

Selama mitosis, inti melewati empat fase berturut-turut: profase, metafase, anafase, dan telofase.

Profase(dari bahasa Yunani.

pro - sebelumnya, fase - manifestasi). Ini adalah fase pertama pembelahan nuklir, di mana elemen struktural muncul di dalam nukleus yang terlihat seperti filamen ganda tipis, yang mengarah pada nama jenis pembelahan ini - mitosis. Sebagai hasil dari spiralisasi kromonem, kromosom pada profase menjadi lebih padat, memendek dan menjadi terlihat jelas. Pada akhir profase, seseorang dapat dengan jelas mengamati bahwa setiap kromosom terdiri dari dua kromatid yang saling berhubungan erat.

Di masa depan, kedua kromatid dihubungkan oleh situs yang sama - sentromer dan mulai bergerak secara bertahap menuju ekuator seluler.

Di tengah atau di akhir profase, membran inti dan nukleolus menghilang, sentriol berlipat ganda dan bergerak menuju kutub. Dari bahan sitoplasma dan nukleus, gelendong pembelahan mulai terbentuk. Ini terdiri dari dua jenis utas: pendukung dan penarik (kromosom). Benang-benang penopang membentuk dasar gelendong; mereka membentang dari satu kutub sel ke kutub lainnya.

Menarik filamen menghubungkan sentromer kromatid ke kutub sel dan kemudian memastikan pergerakan kromosom ke arah mereka. Aparatus mitosis sel sangat sensitif terhadap berbagai pengaruh eksternal.

Di bawah pengaruh radiasi, bahan kimia dan suhu tinggi, gelendong sel dapat dihancurkan, dan segala macam penyimpangan dalam pembelahan sel terjadi.

metafase(dari bahasa Yunani.

meta - setelah, fase - manifestasi). Dalam metafase, kromosom sangat padat dan memperoleh karakteristik bentuk tertentu dari spesies ini.

Kromatid anak pada setiap pasangan dipisahkan oleh celah memanjang yang terlihat jelas. Sebagian besar kromosom menjadi berlengan dua. Tempat belok - sentromer - mereka melekat pada benang spindel. Semua kromosom terletak di bidang ekuator sel, ujung bebasnya diarahkan ke pusat sel. Ini adalah waktu ketika kromosom paling baik diamati dan dihitung. Gelendong sel juga terlihat sangat jelas.

Anafase(dari bahasa Yunani ana - naik, fase - manifestasi).

pembelahan sel

Dalam anafase, setelah pembelahan sentromer, kromatid, yang sekarang menjadi kromosom terpisah, mulai berpisah ke kutub yang berlawanan. Dalam hal ini, kromosom terlihat seperti berbagai kait, ujungnya menghadap ke tengah sel. Karena dua kromatid yang benar-benar identik muncul dari setiap kromosom, jumlah kromosom pada kedua sel anak yang dihasilkan akan sama dengan jumlah diploid sel induk asli.

Proses pembelahan sentromer dan pergerakan ke kutub yang berbeda dari semua kromosom pasangan yang baru terbentuk sangat sinkron.

Pada akhir anafase, filamen chromonemal mulai mengendur, dan kromosom yang telah pindah ke kutub tidak lagi terlihat begitu jelas.

Telofase(dari bahasa Yunani.

telos - akhir, fase - manifestasi). Dalam telofase, despiralisasi benang kromosom berlanjut, dan kromosom secara bertahap menjadi lebih tipis dan lebih panjang, mendekati keadaan di mana mereka berada di profase. Di sekitar setiap kelompok kromosom, selubung nukleus terbentuk, nukleolus terbentuk. Pada saat yang sama, pembelahan sitoplasma selesai dan septum sel muncul.

Kedua sel anak baru memasuki periode interfase.

Seluruh proses mitosis, seperti yang telah disebutkan, memakan waktu tidak lebih dari 2 jam, durasinya tergantung pada jenis dan usia sel, serta pada kondisi eksternal di mana mereka berada (suhu, pencahayaan, kelembaban udara, dll. .).

d.). Suhu tinggi, radiasi, berbagai obat-obatan dan racun tanaman (colchicine, acenaphthene, dll.) secara negatif mempengaruhi jalannya pembelahan sel yang normal.

Pembelahan sel mitosis berbeda derajat tinggi presisi dan kesempurnaan. Mekanisme mitosis diciptakan dan ditingkatkan selama jutaan tahun perkembangan evolusioner organisme.

Dalam mitosis, salah satu sifat terpenting sel sebagai sistem biologis hidup yang mengatur diri sendiri dan mereproduksi sendiri menemukan manifestasinya.

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan pilih sepotong teks dan tekan Ctrl+Enter.

dalam kontak dengan