Fase mitosis, karakteristik, fungsi, dan organisme

Itu mitosis Ini adalah proses pembelahan sel, di mana sel menghasilkan sel anak yang identik secara genetik; Untuk setiap sel dua "anak perempuan" dihasilkan dengan beban kromosom yang sama. Divisi ini dilakukan dalam sel somatik organisme eukariotik.

Proses ini adalah salah satu tahap siklus sel organisme eukariotik, yang dipahami dalam 4 fase: S (sintesis DNA), M (pembelahan sel), G1 dan G2 (fase menengah di mana mRNA dan protein terjadi). Bersama -sama, fase G1, G2, dan S dianggap sebagai antarmuka. Pembagian nuklir dan sitoplasma (mitosis dan sitokinesis) membentuk tahap terakhir dari siklus sel.

Tinjauan Mydosis. Sumber: viewaprabha [cc by-sa 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Pada tingkat molekuler, myitosis diprakarsai oleh aktivasi kinase (protein) yang disebut MPF (Faktor Promosi Maturasi) dan fosforilasi akibatnya sejumlah besar komponen komponen sel komponen sel. Yang terakhir memungkinkan sel untuk menyajikan perubahan morfologis yang diperlukan untuk melakukan proses pembagian.

Mitosis adalah proses aseksual, karena sel progenitor dan putrinya memiliki informasi genetik yang persis sama. Sel -sel ini dikenal sebagai diploid dengan membawa beban kromosom lengkap (2N).

Meiosis, di sisi lain, adalah proses pembelahan sel yang menghasilkan reproduksi seksual. Dalam proses ini, sel induk diploid mereplikasi kromosomnya dan kemudian membelah dua kali berturut -turut (tanpa mereplikasi informasi genetiknya). Akhirnya, 4 sel anak dihasilkan dengan hanya setengah dari beban kromosom, yang disebut haploid (n).

[TOC]

Generalisasi mitosis

Mitosis pada organisme uniseluler umumnya menghasilkan sel anak yang sangat mirip dengan orang tuanya. Sebaliknya, selama pengembangan makhluk multiseluler, proses ini dapat menyebabkan dua sel dengan beberapa karakteristik yang berbeda (meskipun identik secara genetik).

Diferensiasi sel ini memunculkan berbagai jenis sel yang membentuk organisme multiseluler.

Selama kehidupan suatu organisme, siklus sel terjadi terus menerus, terus -menerus membentuk sel -sel baru yang pada gilirannya, tumbuh dan bersiap untuk membelah melalui myitosis.

Pertumbuhan dan pembagian seluler diatur oleh mekanisme, seperti apoptosis (kematian sel terprogram), yang memungkinkan menjaga keseimbangan, menghindari pertumbuhan jaringan berlebih. Dengan cara ini dipastikan bahwa sel -sel yang rusak digantikan oleh sel -sel baru, sesuai dengan persyaratan dan kebutuhan organisme.

Relevansi apa yang dimiliki proses ini?

Kemampuan untuk bereproduksi adalah salah satu karakteristik terpenting dari semua organisme (dari uniseluler ke multiseluler) dan sel -sel yang menyusunnya. Kualitas ini memungkinkan untuk memastikan kesinambungan informasi genetik Anda.

Pemahaman tentang proses mitosis dan meiosis, telah memiliki peran mendasar dalam memahami karakteristik sel organisme yang menarik. Misalnya, sifat menjaga jumlah kromosom dari satu sel ke sel lainnya dalam satu individu, dan antara individu dari spesies yang sama.

Ketika kita menderita beberapa jenis potongan atau luka di kulit kita, kita mengamati bagaimana dalam beberapa hari kulit yang rusak dipulihkan. Ini terjadi berkat proses myitosis.

Fase dan karakteristiknya

Secara umum, mitosis mengikuti urutan proses yang sama (fase) di semua sel eukariotik. Dalam fase ini banyak perubahan morfologis terjadi di dalam sel. Di antara mereka kondensasi kromosom, pecahnya membran nuklir, pemisahan sel dari matriks ekstraseluler dan sel lainnya, dan pembagian sitoplasma.

Dalam beberapa kasus, pembagian nuklir dan pembagian sitoplasma dianggap sebagai fase yang berbeda (mitosis dan sitokinesis, masing -masing).

Untuk studi dan pemahaman yang lebih baik tentang proses, enam (6) fase telah ditetapkan, disebut: tuduhan, dijanjikan, metafase, anafase dan telofase, kemudian mempertimbangkan sitokinesis sebagai fase keenam, yang mulai berkembang selama anafase.

Telofase adalah fase terakhir mitosis. Diambil dari https: // commons.Wikimedia.Org/wiki/file: mitosepanel.Jpg. Via Wikimedia Commons

Fase -fase ini telah dipelajari sejak abad kesembilan belas melalui mikroskop cahaya, jadi hari ini mereka mudah dikenali sesuai dengan karakteristik morfologis sel, seperti kondensasi kromosom, dan pembentukan spindle mitosis mitosis.

Prophase

Prophase. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Profase adalah manifestasi pertama yang terlihat dari pembelahan sel. Dalam fase ini Anda dapat melihat penampilan kromosom sebagai bentuk yang dapat dibedakan, karena pemadatan kromatin yang progresif. Kondensasi kromosom ini dimulai dengan fosforilasi molekul histona H1 oleh MPF kinase.

Proses kondensasi terdiri dari kontraksi dan oleh karena itu pengurangan besarnya kromosom. Ini terjadi karena penggulungan serat kromatin, menghasilkan struktur yang lebih mudah dipindahkan (kromosom mitosis).

Kromosom yang sebelumnya digandakan selama periode s dari siklus sel, memperoleh penampilan filamen ganda, yang disebut Sister Chromatids, filamen ini tetap bersatu melalui wilayah yang disebut Centromero. Dalam fase ini nukleolus juga menghilang.

Itu dapat melayani Anda: sel cromafin: karakteristik, histologi, fungsi

Formasi spindel mitosis

Oleh Silvia3 [GFDL (http: // www.gnu.Org/copyleft/fdl.html) atau cc by-sa 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Selama profase spindel mitosis, yang terdiri dari mikrotubulus dan protein yang membentuk satu set serat terbentuk.

Saat spindel terbentuk, mikrotubulus sitoskeleton (dengan penonaktifan protein yang mempertahankan strukturnya) diredup, memberikan bahan yang diperlukan untuk pembentukan spindel mitosis tersebut.

Pusat (organel tanpa membran, fungsional dalam siklus sel), duplikat di antarmuka, bertindak sebagai unit perakitan mikrotubulus spindel. Dalam sel -sel hewan, pemusatannya ada di tengah, sepasang centriole; Tapi ini tidak ada di sebagian besar sel tanaman.

Duplikat pusat, mereka mulai memisahkan yang satu dari yang lain sementara mikrotubulus spindel dirakit di masing -masing, mulai bermigrasi ke ujung sel yang berlawanan.

Pada akhir profase, pecahnya pembungkus nuklir dimulai, terjadi dalam proses yang terpisah: pelanggaran MAS pori nuklir, lembaran nuklir dan selaput nuklir. Istirahat ini memungkinkan spindel mitosis dan kromosom untuk mulai berinteraksi.

Janji

Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Pada tahap ini, amplop nuklir telah benar -benar terfragmentasi, sehingga mikrotubulus spindel menyerbu area ini, berinteraksi dengan kromosom. Dua pusat telah terpisah, masing -masing di kutub spindel mitosis, dalam ekstrem sel yang berlawanan.

Sekarang, gelendong mitosis mencakup mikrotubulus (yang meluas dari masing -masing pusat ke pusat sel), pusat, dan sepasang oster (struktur dengan distribusi radial mikrotubulus pendek, yang digunakan dari masing -masing pusat).

Kromatid dikembangkan masing -masing, struktur protein khusus, yang disebut cinetocoro, yang terletak di sentromer. Knetocoros ini terletak di arah yang berlawanan dan beberapa mikrotubulus dipatuhi, yang disebut mikrotubulus Cinnetocoro.

Mikrotubulus yang melekat pada cinetocoro ini mulai memindahkan kromosom dari ujungnya mereka meluas; beberapa dari tiang dan yang lain dari kutub yang berlawanan. Ini menciptakan efek "tarik dan menyusut" yang saat menstabilkan, memungkinkan kromosom untuk berakhir di antara ujung sel.

Metafase

Kromosom yang disejajarkan dalam pelat khatulistiwa sel selama metafase mitos

Dalam metafase, pusat -pusat tersebut terletak di ujung sel yang berlawanan. Spindel menunjukkan struktur yang jelas, di pusatnya yang berada di tengah kromosom. Sentromer kromosom ini ditetapkan pada serat dan disejajarkan dalam bidang imajiner yang disebut plak metafasik.

Cipnetocoros kromatid tetap melekat pada mikrotubulus cinetocoro. Mikrotubulus yang tidak menempel pada knetocoros dan memanjang dari kutub yang berlawanan dari spindle, sekarang berinteraksi satu sama lain. Pada titik ini mikrotubulus dari oster yang bersentuhan dengan membran plasma.

Pertumbuhan dan interaksi mikrotubulus ini, melengkapi struktur spindel mitosis, dan memberikan penampilan "sangkar burung".

Secara morfologis, fase ini adalah yang tampak lebih sedikit perubahan, jadi itu dianggap sebagai fase istirahat. Namun, meskipun mereka tidak mudah, banyak proses penting terjadi di dalamnya, selain menjadi tahap mitosis terpanjang.

Anafase

Sumber: Leomonaci98 [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Selama anafase, setiap pasangan kromatid mulai terpisah (dengan inaktivasi protein yang menjaga mereka tetap bersama). Kromosom terpisah bergerak menuju ujung sel yang berlawanan.

Gerakan migrasi ini disebabkan oleh fakta bahwa mikrotubulus Catocoro de Acortan, menghasilkan efek "tarik" yang membuat setiap gerakan kromosom, dari Centromero -nya. Tergantung pada lokasi sentromer dalam kromosom, dapat diambil selama perpindahannya bentuk tertentu seperti V atau J.

Mikrotubulus yang tidak melekat pada knetocoro, tumbuh dan memanjang dengan adhesi tubulin (protein) dan oleh aksi protein motorik yang bergerak di atasnya, memungkinkan kontak di antara mereka berhenti. Saat mereka menjauh dari satu sama lain, tiang poros melakukannya juga, memperpanjang sel.

Pada akhir fase ini, kelompok kromosom terletak di ujung yang berlawanan dari spindel mitosis, sehingga setiap ujung sel dengan set kromosom yang lengkap dan setara.

Telofase

Telofase. Leomonaci98 [cc by-sa 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Telophase adalah fase terakhir dari divisi nuklir. Mikrotubulus cinetocoro hancur sementara mikrotubulus kutub semakin diperpanjang.

Membran nuklir mulai terbentuk di sekitar setiap permainan kromosom, menggunakan bungkus nuklir sel induk, yang seperti vesikel sitoplasma.

Pada tahap ini, kromosom yang ada di kutub sel benar -benar berkecil hati karena defosforilasi molekul histone (H1). Pembentukan unsur -unsur membran nuklir diarahkan oleh beberapa mekanisme.

Selama anafase, banyak protein terfosforilasi mulai dibelanjakan dalam profase. Ini memungkinkan awal telofase, vesikel nuklir mulai dirakit kembali, terkait dengan permukaan kromosom.

Dapat melayani Anda: kondrosit: karakteristik, histologi, fungsi, budidaya

Di sisi lain, pori nuklir adalah assembla yang memungkinkan pemompaan protein nuklir. Protein lamina nuklir dibatalkan, memungkinkannya untuk dikaitkan lagi, untuk menyelesaikan pembentukan lamina nuklir tersebut.

Akhirnya, setelah kromosom benar -benar berkecil hati, sintesis RNA dimulai kembali, membentuk nukleolus lagi dan dengan demikian menyelesaikan pembentukan inti antarmuka baru sel anak perempuan.

Sitokinesis

Sitosinisis diambil sebagai peristiwa yang terpisah dari pembagian nuklir, dan umumnya dalam sel -sel tipikal, proses pembagian sitoplasma menyertai setiap myitosis, dimulai dalam anafase. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa dalam beberapa embrio, beberapa divisi nuklir terjadi sebelum divisi sitoplasma.

Prosesnya dimulai dengan penampilan alur atau sumbing yang ditandai pada bidang plak metafasik, memastikan bahwa pembagian terjadi antara kelompok kromosom. Tempat sumbing ditunjukkan oleh spindel mitosis secara khusus, mikrotubulus ásteres.

Di celah yang ditandai ada serangkaian mikrofilamen yang membentuk cincin yang diarahkan ke sisi sitoplasma membran sel, sebagian besar terdiri dari aktin dan miosin. Protein ini berinteraksi satu sama lain memungkinkan kontraksi cincin di sekitar alur.

Kontraksi ini dihasilkan oleh geser filamen protein ini, saat berinteraksi satu sama lain, dengan cara yang sama seperti yang mereka lakukan misalnya dalam jaringan otot.

Kontraksi cincin diperdalam dengan mengerahkan efek "menjepit" yang akhirnya membagi sel induk, memungkinkan pemisahan sel anak, dengan kandungan sitoplasma dalam pengembangannya.

Sitosinisis dalam sel tanaman

Sel tanaman memiliki dinding sel, sehingga proses pembagian sitoplasma mereka berbeda dari yang dijelaskan sebelumnya dan dimulai dalam telofase.

Pembentukan dinding sel baru mulai merakit mikrotubulus spindel residu, yang merupakan framoplas. Struktur silinder ini dibentuk oleh dua game mikrotubulus yang terhubung di ujungnya, dan yang kutub positifnya tertanam dalam plak elektronik di bidang khatulistiwa.

Vesikel kecil dari alat Golgi, penuh dengan prekursor dinding sel, bergerak melalui mikrotubulus framoplas ke daerah khatulistiwa, menggabungkan untuk membentuk plak sel sel. Isi vesikel dipisahkan pada piring ini saat tumbuh.

Lempeng ini tumbuh, bergabung dengan membran plasma di sepanjang sel perimeter. Ini terjadi karena reorganisasi konstan mikrotubulus framoplas di pinggiran pelat, memungkinkan lebih banyak vesikel bergerak ke arah bidang ini dan mengosongkan kontennya.

Dengan cara ini, pemisahan sitoplasma sel anak terjadi. Akhirnya kandungan pelat sel di sebelah mikrofiber selulosa di dalamnya, memungkinkan untuk menyelesaikan pembentukan dinding sel baru.

Fungsi

Mitosis adalah mekanisme pembagian dalam sel, dan merupakan bagian dari salah satu fase siklus sel dalam eukariota. Dengan cara yang sederhana, kita dapat mengatakan bahwa fungsi utama dari proses ini adalah reproduksi sel dalam dua sel anak.

Untuk organisme uniseluler, pembelahan sel berarti generasi individu baru, sedangkan untuk organisme multiseluler proses ini adalah bagian dari pertumbuhan dan fungsi yang benar dari tubuh lengkap (pembelahan sel menghasilkan pengembangan jaringan dan pemeliharaan struktur).

Proses mitosis diaktifkan sesuai dengan kebutuhan organisme. Pada mamalia, misalnya, sel darah merah (eritrosit) mulai membagi lebih banyak sel, ketika tubuh membutuhkan penangkapan oksigen yang lebih baik. Demikian pula, sel darah putih (leukosit) bereproduksi ketika diperlukan untuk memerangi infeksi.

Sebaliknya, beberapa sel hewan khusus, praktis tidak memiliki proses mitosis atau sangat lambat. Contohnya adalah sel saraf dan sel otot).

Secara umum, mereka adalah sel yang merupakan bagian dari jaringan ikat dan struktural organisme dan yang reproduksi hanya diperlukan ketika sel memiliki beberapa cacat atau kerusakan dan perlu diganti.

Regulasi pertumbuhan dan pembelahan sel.

Pertumbuhan sel dan sistem pembelahan sel jauh lebih kompleks pada organisme multiseluler daripada di uniseluler. Dalam yang terakhir, reproduksi pada dasarnya dibatasi oleh ketersediaan sumber daya.

Dalam sel hewan, pembagian ditahan sampai ada sinyal positif yang mengaktifkan proses ini. Aktivasi ini datang dalam bentuk sinyal kimia dari sel tetangga. Ini memungkinkan untuk mencegah pertumbuhan jaringan yang tidak terbatas, dan reproduksi sel yang rusak, yang dapat secara serius membahayakan kehidupan organisme.

Dapat melayani Anda: membran basal: karakteristik, struktur dan fungsi

Salah satu mekanisme yang mengontrol perkalian sel adalah apoptosis, di mana sel mati (karena produksi protein tertentu yang mengaktifkan penghancuran diri) jika memiliki kerusakan yang cukup besar atau terinfeksi oleh virus.

Ada juga regulasi perkembangan sel melalui penghambatan faktor pertumbuhan (seperti protein). Dengan demikian sel tetap dalam antarmuka, tanpa melanjutkan ke fase M dari siklus sel.

Organisme yang melaksanakannya

Proses mitosis dilakukan di sebagian besar sel eukariotik, dari organisme uniseluler seperti ragi, yang menggunakannya sebagai proses reproduksi aseksual, hingga organisme multiseluler yang kompleks seperti tumbuhan dan hewan dan hewan dan hewan.

Meskipun secara umum, siklus sel adalah sama untuk semua sel eukariotik, ada perbedaan penting antara organisme uniseluler dan multiseluler. Di yang pertama, pertumbuhan dan pembagian sel disukai oleh seleksi alam. Dalam organisme multiseluler, proliferasi dibatasi oleh mekanisme kontrol yang ketat.

Pada organisme uniseluler, reproduksi terjadi dipercepat, karena siklus sel beroperasi secara konstan dan sel anak dengan cepat memulai myitosis untuk melanjutkan siklus itu. Sementara sel -sel organisme multiseluler membutuhkan lebih banyak waktu untuk tumbuh dan membelah.

Ada juga beberapa perbedaan antara proses mitosis sel tumbuhan dan hewan, seperti dalam beberapa fase proses ini, namun, pada prinsipnya, mekanismenya beroperasi sama dalam organisme ini.

Pembagian seluler dalam sel prokariotik

Sel prokariotik

Secara umum, sel prokariotik tumbuh dan dibagi pada tingkat yang lebih cepat daripada sel eukariotik.

Organisme dengan sel prokariotik (biasanya uniseluler atau dalam beberapa kasus multiseluler) tidak memiliki membran nuklir yang mengisolasi bahan genetik di dalam nukleus, sehingga tersebar di dalam sel, di daerah yang disebut nukleoid. Sel -sel ini memiliki kromosom melingkar utama.

Pembelahan sel dalam organisme ini kemudian jauh lebih langsung daripada pada sel eukariotik, tidak memiliki mekanisme yang dijelaskan (mitosis). Di dalamnya, reproduksi dilakukan dengan proses yang disebut fisi biner, di mana replikasi DNA dimulai di situs kromosom melingkar tertentu (asal replikasi atau oric).

Dua asal terbentuk yang bermigrasi ke sisi yang berlawanan dari sel saat replikasi terjadi, dan sel membentang sampai mencapai dua kali ukuran. Pada akhir replikasi, membran sel tumbuh menjadi sitoplasma, membagi sel progenitor menjadi dua anak perempuan dengan bahan genetik yang sama.

Evolusi mitosis

Evolusi sel eukariotik membawa peningkatan kompleksitas dalam genom. Ini menyiratkan pengembangan mekanisme divisi yang lebih rumit.

Apa yang mendahului mitosis?

Ada hipotesis yang mengusulkan bahwa pembagian bakteri adalah mekanisme pendahuluan mitosis. Hubungan tertentu antara protein yang terkait dengan fisi biner telah ditemukan (yang dapat menjadi yang menjangkar kromosom ke situs spesifik membran plasma anak perempuan) dengan tubulin dan aktin sel eukariotik.

Beberapa penelitian menunjukkan kekhasan tertentu dalam pembagian protista uniseluler modern. Di dalamnya membran nuklir tetap utuh selama mitosis. Kromosom yang direplikasi tetap berlabuh ke situs -situs tertentu dari membran ini, memisahkan ketika nukleus mulai meregang selama pembelahan sel.

Ini menunjukkan kebetulan tertentu dengan proses fisi biner, di mana kromosom yang direplikasi ditetapkan ke tempat -tempat tertentu di membran sel. Hipotesis kemudian mengusulkan bahwa protista yang menyajikan kualitas ini selama pembelahan sel mereka, dapat mempertahankan karakteristik sel seluler leluhur ini.

Saat ini, penjelasan mengapa sel eukariotik organisme multiseluler belum dikembangkan, perlu bahwa membran nuklir hancur selama proses pembelahan sel.

Referensi

1. Albarracín, a., & Telulón, untuk. KE. (1993). Teori sel di abad kesembilan belas. Edisi Akal.
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, P. (2008). Biologi molekul sel. Garland Science, Taylor dan Francis Group.
3. Campbell, n., & Reece, J. (2005). Biologi 7^th Edisi, ap.
4. Griffiths, a. J., Lewontin, r. C., Miller, J. H., & Suzuki, D. T. (1992). Pengantar analisis genetik. McGraw-Hill Inter-American.
5. Karp, g. (2009). Biologi Sel dan Molekuler: Konsep dan Eksperimen. John Wiley & Sons.
6. Lodish, h., Darnell, J. DAN., Berk, a., Kaiser, c. KE., Krieger, m., Scott, m. P., & Matsudaira, P. (2008). Biologi Sel Molekular. Macmillan.
7. Segura-Valdez, m. D. L., Cruz-Gómez, s. D. J., López-Cruz, r., Zavala, g., & Jiménez-García, L. F. (2008). Visualisasi mitosis dengan mikroskop gaya atom. Tip. Majalah Khusus dalam Ilmu Kimia-Biologi, 11 (2), 87-90.