Gourt Home::Gourt :: Mitózis
A biológiában a mitózis azt a folyamatot jelenti, mely során a sejt két egyenlő utódsejtbe választja megkettőződött genomját. Általában ezt citokinézis követi, amely a citoplazmát és a sejtmembránt is kettéosztja. Az eredmény, két azonos utódsejt, közel azonos organellum elosztással. A mitózis és citokinézis összefoglaló neve a sejtciklusban a mitotikus (M) fázis.
A mitózis kizárólag az eukariótáknál jelenik meg. A többsejtű szervezetekben a szomatikus (testi) sejt mitózison megy keresztül, mialatt az ivarsejtek – pontosaban azok a sejtek, melyekből majd hímben spermium, nőstényben petesejt lesz - meiózissal osztódnak. A prokarióták, melyeknek nincs sejtmagjuk, bináris hasadással kettőződnek meg.
Mivel a citokinézis az esetek többségében a mitózissal együtt jelenik meg, ezért szokás a mitózis alatt a teljes mitotikus fázist érteni. Habár vannak sejtek, melyekben a két folyamat külön van választva, azaz többmagvú sejtek keletkeznek. Ez leginkább a gomba és penész fajoknál figyelhető meg. De jelen van például gyümölcslegyeknél is az embrionális fejlődés bizonyos szakaszaiban.
Hogyan osztja ketté a mitózis a genetikai információt
Diploid eukarióta sejtben minden kromoszómából kettő van, egy az anyától, egy az apától. Ezeket homológ kromoszóma pároknak nevezzük, melyek nem feltétlenül azonosak genetikailag. Például a szem színéért felelős gén az apa kromoszómáján a zöld, az anyáén a barna színt kódolja.
A mitózis elsődleges eredménye az anyasejt genomjának szétválása két utódsejtbe. Mivel a két utódsejtnek teljesen azonosnak kell lennie, ami a genetikai információt illeti, ezért az osztódás előtt minden kromoszómát meg kell kettőzni. Ez az interfázis közepén történik meg, annak is az S fázisában.
Így minden kromoszóma önmagának két genetikailag azonos másolatát tartalmazza, melyeket kromatidnak nevezünk. Ezek a centromeren keresztül vannak összekapcsolva. A kromatidok önmagukban viszont nem tekinthetők kromoszómának.
Az ábrán a piros és kék kromoszómák homológok. A DNS megkettőződése után a homológ kromoszómák két-két testvérkromatidból állnak. A mitózis befejeztével a testvérkromatidokból testvér kromoszómák jönnek létre, és két utódsejtbe kerülnek. Így tehát az anyasejt genomja megkettőződött, majd két identikus sejt keletkezett.
A fázisok
A sejtciklus kezdődik a G1 fázissal, mely növekedést indít el, majd az S fázisban megkettőződik a DNS, a G2 újab növekedést jelent, végül az M fázisban, azaz a mitotikus szakaszban kettéválik a sejt, két azonos genetikai állományú utódsejtet eredményezve.
A mitózis egy folyamatos és dinamikus folyamat. Mégis 5 fázisra bontható:
Profázis
Profázisban a kromatin magasan szervezett kromoszómákká kondenzálódik. Az S fázis DNS megkettőződése után a kromoszómák testvérkromatidokból állnak, melyek a centromeren keersztül kapcsolódnak össze.
A sejtmagon kívül találjuk a két centroszómát, melyek a sejt mikrotubulusait koordinálják. Ezek a centroszómák a sejt ellentétes pólusaiba vándorolnak, miközben formálódik az osztódási orsó. A maghártya egyes területeken elveszti folytonosságát.
Prometafázis
A magmembrán felbomlott, mikrotubulusok árasztották el a sejtmag belsejét. Ezt nyitott mitózisnak nevezzük és csak a többsejtű szervezetekben jelenik meg. Néhány protistában és algában a zárt mitózisban is képes penetrálni a mikrotubulus a sértetlen magmembránt.
A kromoszómák kinetokórjaihoz (azokhoz a helyekhez, melyekben a testvérkromatidok összekapcsolódnak) kötődnek a húzófonalak (osztódási orsók). Kritérium, hogy csak akkor stabilis a kötés, ha az egyik húzófonal a kinetokór egyik pólusához, másik fonal a másik pólushoz kapcsolódik. Erre azért van szükség, hogy ne kerülhessen mindkét kromatid ugyanabba a sejtbe, míg ebben az esetben a másik sejtbe egy sem kerülhetne.
Mikor a húzófonalak elérik a megfelelő hosszúságot, keresni kezdik a kinetokórokat. Minden kromoszóma a centromernél két kinetokórt alkot, mindekettő egy-egy kromatiddal van kapcsolatban. A jelenlegi kutatási eredmények szerint a kinetokórban molekuláris motorok vannak, melyek a húzófonalak kapcsolódására aktiválódnak, és így ATP energiáját felhasználva jutnak el a centroszómáig.
A prometafázist gyakran a profázis részeként említik.
Metafázis
A kromoszómák, melyek a két pólus irányába már elkötelezettek, de még egymáshoz tapadó testvérkromatidokból állnak, felsorakoznak az ún. egyenlítői síkban. A sejt a sejtosztódás ezen állapotában vizsgálható a legeredményesebben. Klinikai kromoszómavizsgálatoknál is a metafázisban blokkolják a sejtet, plédául kolhicinnel.
Ez a legrövidebb szakasz. Mikor a síkba rendeződtek a kromoszómák, már véget is ér.
Anafázis
Miután a kinetokórjukhoz tapadt mikrotubulusokkal rendelkező kromoszómák az egyenlítői síkba rendeződtek, két folyamat játszódik le:
- A testvérkromatidokat összekötő fehérjék leválnak, ezáltal a testvérkromatidokból testvérkromoszóma keletkezik, hiszen a húzófonalak megrövidülnek a megfelelő pólusban elhelyezkedő centroszóma irányában.
- A kinetokkórhoz nem kapcsolódó mikrotubulusok hosszabodnak, ezzel a sejt tökéletesen ellentétes pólusába szorítva a centroszómákat.
Ezt a két fázist gyakran nevezik korai és késői anafázisnak. Az anafázis jelenti a sejtciklus egyik ellenőrzési pontját. Ha nem váltak szét megfelelően a kromoszómák, a sejtciklus gátlás alá kerül.
Telofázis
A telofázis a pro- és prometafázis fordítottja. A mitózis utóhatásait tünteti el. A kinetokórokhoz nem kapcsolódó mikrotubulusok tovább hosszabbodnak, ezzel is növelve a sejtek átmérőjét. A pólusokhoz húzott kromoszómák kondenzálódnak, újból összeszerelődik a maghártya körülöttük.
A citokinézis, azaz a sejt fizikai kettéválása ekkor már folyamatban van. Állati sejtekben az egyenlítői síkban egy kontraktilis gyűrű-rendszer jelenik meg, mely folyamatosan elszorítja a membránt, ezzel mintegy kettévágva a sejtet két utódsejtre.
A mitózis befejeződött. Az eredmény: két teljesen azonos sejt.
Hibák a mitózisban
A mitotikus hibák bár ritkák, mégis veszélyesek, hiszen az utódsejt minden felmerülő defektust hordozni fog.
A non-diszjunkcióban a kromoszómák képtelenek egymástól szétválni, így az egyik sejtben többlet (triszómia, hiszen három kromoszóma van jelen), a másikban hiány (monoszómia, hiszen csak egy kromoszóma található) fog keletkezni. Ezek a sejtek aneuploid sejtek, melyek hajlamosak rákos burjánzásra.
A mitózis traumatikus megpróbáltatás a sejt számára. A sejt organellumainak szerkezete drámaian megváltozik, a genetikai anyag kondenzálódik, majd újból felbomlik, ami kromoszóma hibákat, sérüléseket eredményezhet, ami pedig genetikai betegségekhez vezethet. Ilyen sérülés lehet az inverzió, transzlokáció, dupliáció, deléció. Ezen sérülések nagy része halálhoz vezet.
Endomitózis
Az endomitózis a mitózis egy formája, melyben a DNS megkettőződése után a sejt nem válik ketté, olyan sejtet eredményezve, melynek kromoszóma száma jóval több, mint a normális. A folyamat neve endoreduplikáció, a keletkezett állapoté pedig endoploidia.
Ábrák a mitózisról
A mitotikus sejtek immunfluoreszcenciás eljárásokkal kitűnően láthatóvá tehetők mikroszkóp alatt:
Lásd még
Mitosis | Mitóza | Mitose | Mitose | Mitosis | Mitose | Mitosi | מיטוזה | Mitozė | Celcyclus | 体細胞分裂 | Mitoza | Mitose | Mitóza | Mitoza | Celldelning
"Mitózis"