Содержание

Деление клетки – онлайн-тренажер для подготовки к ЕНТ, итоговой аттестации и ВОУД

Новые клетки возникают в результате деления уже существующих клеток. При делении одноклеточного организма из старого (материнского) организма возникают два новых – дочерние.

Многоклеточный организм развивается из одной единственной клетки: ее многочисленное потомство возникает путем многократных клеточных делений. Этот процесс продолжается в течение всей жизни: по мере роста и развития, а также регенерации, репарации (замещения) отслуживших клеток.

Клеточный цикл – это период жизнедеятельности клетки от конца одного деления до конца следующего, который состоит из стадии относительного покоя, или интерфазы, и деления клетки.

Интерфаза – это период, в течение которого клетка готовится к началу синтеза ДНК, клетка растет, синтезируются РНК, различные белки, происходит накопление продуктов, необходимых для удвоения хромосом, увеличивается количество рибосом и митохондрий.

Главное событие интерфазы –

это репликация (удвоение) количества ДНК. После интерфазы наступает непрямое деление клетки, или митоз, который занимает лишь незначительную часть клеточного цикла.

Типы деления клетки

Прокариотические клетки делятся надвое. Сначала клетка удлиняется. В ней образуется попе­речная перегородка. Затем дочерние клетки расходятся.

Амитоз, или прямое деление, – это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления. Такой экономичный способ деления (энергетические затраты незначительны) встречается у одноклеточных организмов. Бактериальная клетка содержит только одну, чаще всего кольцевую молекулу ДНК, прикрепленную к клеточной мембране. Перед делением клетки ДНК реплицируется, и образуются две идентичные молекулы ДНК, каждая из которых также прикреплена к клеточной мембране. При делении клетки клеточная мембрана врастает между этими двумя молекулами ДНК, так что в конечном итоге в каждой дочерней клетке, оказывается, по одной идентичной молекуле ДНК. Такой процесс получил название прямого бинарного деления.

Существует два способа деления ядра эукариотических клеток: митоз и мейоз.

Эукариотические организмы начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла – в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза белка, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух полови­нок – хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молеку­лу ДНК. Затем наступает процесс деления клетки – митоз.

Митоз – непрямое деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, и выделяют следующие фазы:

  • профазу;
  • метафазу;
  • ана­фазу;
  • телофазу.

В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом вследствие их спирализации, исчезают ядрышко и ядерная оболочка, хромосомы беспорядочно располагаются в цитоплазме, центриоли расходятся к полюсам клетки, и начинает образовываться веретено деления.

В метафазе двойные наборы хромосом, соединенных центромерами, располагаются на экваторе.

В анафазе дочерние хромосомы с помощью веретена деления растягиваются к полюсам клетки.

В телофазе начинается деспирализация (раскручивание) хромосом, вокруг хромосом у каждого полюса цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. На стадии телофазы происходит разделение цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух клеток.

Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении между дочерними клетками материальных носителей наследственности – молекул ДНК, входящих в состав хромосом. Благодаря равномерному распределению хромосом происходит восстановление органов и тканей после повреждения.

Мейоз

– это особый способ деления клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое.

Впервые он был описан В. Флеммингом в 1882 г. у животных и Э. Страсбургером в 1888 г. у растений.

С помощью мейоза образуются гаметы. В результате редукции споры и половые клетки хромосомного набора получают в каждую гаплоидную спору и гамету по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся в данной диплоидной клетке. В ходе дальнейшего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получит опять диплоидный набор хромосом, т. е. кариотип организмов данного вида в ряду поколений остается постоянным.

Биологическое значение мейоза

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой;

4) биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при оплодотворении ядра гамет сливаются.

Если бы указанной редукции не происходило, то в зиготе (следовательно, и во всех клетках дочернего организма) хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит правилу постоянства числа хромосом.

Благодаря мейозу половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Клеточные трагедии. Часть V: куда уходят годы?

© Ольга Степанюк

«Клеточные трагедии» — это большой цикл статей о клетках, который продолжает пополняться. Почитайте и другие тексты о нелегкой жизни клеток: в них рассказывается о самоубийствах, стрессе, шоке, муках самоопределения, второй молодости и — бессмертии.

Прежде чем впадать в неизбежно сопутствующее заявленной теме уныние, давайте определимся с героем нашей истории. Представить себе старого человека несложно, но как описать его состояние? Если предположить, что старость — это только возрастная характеристика, то неясно, как быть с преждевременно стареющими в результате разных заболеваний людьми. Каковы, собственно, критерии старения? Неспособность размножаться, истощение клеточных ресурсов или нарушение работы органов? И правда ли, что старость неразрывно связана с возрастом?

Ищем корень зла

Разберемся сначала с тем, что мы знаем о причинах старения на клеточном уровне. Феномен старения клеток был обнаружен в 1961 году. До этого считалось, что клетки в культуре (то есть вне организма человека) могут делиться бесконечно. Но аккуратные эксперименты Леонарда Хейфлика показали, что рано или поздно популяция клеток перестает расти, невзирая на наличие свободного места и питательных веществ. Так возникла репликативная теория старения: клетка стареет, когда больше не может делиться. Но постойте, возразят мне внимательные читатели, не все клетки в организме делятся. Возьмем нейрон или клетку поджелудочной железы, которые в норме и не должны размножаться. Их тоже считать старыми? Кроме того, в 1961 году еще не знали о том, что практически в любом органе человека есть стволовые клетки, у которых предел деления обнаружить сложнее.

Тем не менее даже клетки, которые не размножаются, с возрастом гибнут чаще и начинают работать хуже (например, могут синтезировать меньше белков). Этот факт призвана объяснить свободнорадикальная теория старения. Ее основная идея в том, что в клетке постоянно присутствует крайне активная молекула — кислород. Время от времени на него садятся лишние электроны и образуются свободные радикалы. Благодаря своей повышенной реакционной способности они повреждают разные молекулы на своем пути (при их накоплении в клетке возникает окислительный стресс). Чем дольше клетка живет, тем больше собирает таких испорченных молекул и тем сложнее ей выполнять свои функции в организме.

Но и на этом беды клетки не заканчиваются. Если свободные радикалы достигают ядра, то под их действием в ДНК могут возникать ошибки. При этом активируется система репарации — группа многофункциональных белков. Они не только чинят поломки в ДНК, но также останавливают деление клетки и, если поломок достаточно много, запускают процесс клеточной гибели. Поэтому теория повреждений ДНК объясняет старение через накопление мутаций и работу репарационных белков. В пользу этой теории говорят многочисленные исследования синдромов преждевременного старения. Наиболее известное из этих заболеваний — детская прогерия, или синдром Хатчинсона-Гилфорда, но существует также множество синдромов, проявляющихся во взрослом возрасте. Во всех случаях прогерии в организме возникают те же нарушения, что и при старении. И для всех этих заболеваний удалось установить связь с дефектами системы репарации ДНК или неправильной укладкой ДНК в ядре.

Президент ЮАР Джейкоб Зума вместе с Онтламетсе Фалатсе, 12-летней девочкой с прогерией / GovernmentZA / CC BY-ND 2.0

Девять ликов старости

Скорее всего, все три теории старения верны одновременно и причин у клеточной старости несколько. Однако это знание не позволяет нам достоверно отличить старую клетку от молодой. Сколько должно накопиться свободных радикалов или мутаций, чтобы мы признали клетку старой? Нам бы очень хотелось уметь определять «степень старости» клетки, особенно если мы хотим искать способы продления жизни. Было бы неплохо чем-нибудь избирательно покрасить старые клетки и посчитать изменение их количества при, например, контакте с разными веществами. Но, к сожалению, такого красителя у нас пока нет. На настоящий момент старость клетки определяют по сумме признаков. Вот что должно вызвать у вас подозрение, если вы клетка.

1. У вас проблемы с памятью. При делении любой клетки возникает проблема удвоения ДНК, а точнее концевых участков хромосом. Для того чтобы скопировать молекулу ДНК, специальный фермент — ДНК-полимераза — должна сесть на цепь ДНК и проехать по ней до конца. Но если она села на конец цепи, то саму концевую последовательность она скопировать уже не сможет. Примерно по такому же принципу работает молния на одежде: в начале всегда есть металлическая пластинка, которая ни с чем не может соединиться. Но, в отличие от молнии, ДНК должна быть двуцепочечной по всей своей длине. Любой фрагмент одноцепочечной ДНК расщепляют специальные ферменты (а вдруг это ДНК вируса и с ней надо бороться?). Поэтому хромосомы теряют свои концы и укорачиваются при каждом делении. До некоторого времени это не представляет опасности, так как по краям ДНК предусмотрительно размещены теломерные повторы — множество последовательностей ТТАГГГ (тимин-тимин-аденин-гуанин-гуанин-гуанин) подряд. Они нужны именно для того, чтобы их терять. Но рано или поздно теломеры заканчиваются, и под угрозой оказывается смысловая часть хромосомы. И полезная генетическая информация в клетке начинает понемногу утрачиваться. Сначала вы забываете, чем вы занимались в раннем детстве, потом и школьные годы вспоминаются с трудом, и студенчество из памяти уходит день за днем. Так недолго забыть и то, что случилось только что. И если для человека потеря памяти не всегда критична, то клетка может таким образом забыть о том, как питаться или дышать, и тогда скорой гибели ей не избежать.

У клеток, которые делятся часто (стволовых и раковых), есть способ решать эту проблему. В них работает фермент теломераза, которая достраивает теломеры по краям хромосом. Таким клеткам потеря памяти не грозит. Однако по мере специализации клетки теряют свою «стволовость» и перестают производить теломеразу. И тогда уже каждое новое деление приближает их к неминуемой смерти.

Изображение: Анатолий Лапушко / chrdk.

2. Вы не готовы к переменам. С возрастом изменяется не только длина ДНК, но и доступные для считывания участки информации. По мере старения все большая часть ДНК покрывается метильными метками, которые вызывают ее скручивание. Это называют эпигенетическим старением. Прочесть свернутые гены клетка уже не может. А значит, снижается ее приспособляемость к окружающей среде. Чем дальше, тем привычнее вам родной дом и образ жизни, и случись что — переехать, сменить работу или рацион питания не получится. Годы уже не те.

3. Ваше пищеварение изменилось. Нарушения в работе отдельных белков ведут к глобальным изменениям физиологии. Даже любимую еду вы начинаете переваривать по-другому. Например, изменяется функционирование фермента, расщепляющего углеводы, бета-галактозидазы: она начинает активироваться в менее кислой среде. Одно время именно с ее помощью пытались избирательно красить старые клетки. Можно предложить бета-галактозидазе бесцветный углевод, который после расщепления окисляется и приобретает синий цвет. Если делать это в кислой среде, то окрашиваются молодые клетки, а в почти нейтральной — старые. К сожалению, потом оказалось, что этот метод недостаточно точен.

4. Вам с трудом дается самокритика. Можно бороться с накоплением испорченных или лишних белков с помощью аутофагии — переваривания отдельных молекул и органелл. Это позволяет, например, избавляться от плохо работающих митохондрий. А стволовым клеткам — оставаться стволовыми и не специализироваться раньше времени. В старых клетках аутофагия существенно снижена, а белки копятся, что затрудняет функционирование клетки. Чем сложнее становится посмотреть на себя со стороны, тем меньше шансов справиться со своими проблемы.

5. Ваш режим дня сбился. Отдельные клетки, как и организм в целом, подчиняются суточным биоритмам. Это имеет практическое значение. Например, у нас есть стволовые клетки кожи, которые регулярно делятся. Поэтому им нужно часто копировать ДНК, и для этого нужна энергия. То есть клеткам удобнее делиться в светлое время суток, когда человек активен и поглощает пищу. Но на свету ДНК чаще повреждается, поэтому ее нужно активно чинить. Получается, что в стволовых клетках кожи днем должны работать одновременно гены деления и гены репарации. С течением времени репарация начинает занимать все больше времени, энергия поглощается хуже и ритмы сбиваются. Представьте, что вы всю жизнь работали, скажем, водителем троллейбуса, с 9 утра до 6 вечера. А потом вы постарели, стали раньше просыпаться и теперь хорошо работаете только с 5 утра до 2 часов дня, а потом засыпаете. Вы рассинхронизированы с общим рабочим графиком и по утрам долго ждете открытия депо, а по вечерам спите прямо за рулем. Несложно догадаться, чем это все грозит — и вам, и тем, кто зависит от ваших действий.

6. Вы не способны размножаться. Старую клетку можно определить по сниженному количеству белков, запускающих деление. Как правило, в клетках соблюдается баланс между белками, стимулирующими и тормозящими деление. Но в старых клетках из-за ошибок в ДНК и активной работы системы репарации чаши этих весов теряют равновесие. О каком размножении, в самом деле, может идти речь, если вы даже дорогу домой находите не с первого раза?

7. Вы часто перекладываете вещи с места на место. Стареющие клетки чаще молодых выделяют белки, разрушающие межклеточное вещество. Но вместе с тем они производят и компоненты этого вещества. Белковый каркас ткани стареет вместе с его обитателями и нуждается в перестройке. Здесь протереть пыль, там подклеить, тут подлатать — авось старый дом сгодится и для молодежи.

8. Вы провоцируете конфликты. Старение организма в целом сопровождается повышением общего воспалительного фона — то есть в крови увеличивается количество белков, стимулирующих воспаление. Отчасти в этом виноваты сами клетки. При старении они чаще выделяют интерферон и некоторые интерлейкины, привлекая тем самым иммунные клетки. В случае гибели старых клеток или возникновения опухоли это окажется полезным — сразу разовьется иммунный ответ. Это довольно неожиданная для человека логика: регулярно вызывайте милицию и скорую помощь на случай, если вдруг сойдете с ума, пока они будут ехать.

9. Вы непрерывно даете советы. Не так давно оказалось, что старые клетки оказывают существенное влияние на молодые. Они выделяют целый спектр веществ, но действие их зависит от интенсивности и продолжительности контакта. Если молодая клетка находится рядом со старой не очень долго, то эффект скорее положительный: старые клетки стимулируют деление и активность молодых. Но при длительном контакте последствия неблагоприятны: молодые клетки «заражаются старостью» и начинают функционировать хуже или же превращаются в опухолевые. Этот эффект знаком всем, у кого есть взрослые дети: если один раз что-нибудь посоветовать молодежи, то есть шанс, что они прислушаются. Но если долго и упорно навязывать свое мнение, то либо у них пропадет желание делать что бы то ни было вообще, либо они станут агрессивными и тогда от них можно ждать чего угодно.

Старикам здесь не место

А как насчет рецептов вечной молодости? Чем больше мы знаем о том, как стареем, тем больше стратегий омоложения должно возникать. Проблема в том, что старение, как мы теперь уже знаем, очень многофакторный процесс, и тем сложнее воздействовать на все его механизмы одновременно. На сегодняшний момент попытки продлить жизнь развиваются в следующих направлениях.

Вспомнить все. Если считать, что продолжительность жизни сокращается вместе с концами хромосом (что подтверждено далеко не во всех экспериментах), то можно предположить, что для вечной молодости людям не хватает теломеразы — фермента, который эти концы восстанавливает. Мы уже говорили о том, что она есть в стволовых клетках, но утрачивается при специализации. А что будет, если ее искусственно активировать? В США уже продается препарат ТА-65, содержащий экстракт астрагала (растения из семейства бобовых). Его создатели утверждают, что он активирует теломеразу, однако Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США ставит под сомнение действенность этого лекарства. Но даже если предположить, что мы научимся активировать теломеразу, это пока не решает проблемы повреждения клеточных белков и ДНК.

Спокойствие, и только спокойствие. Вторая теория старения возлагает всю вину на свободные радикалы и окислительный стресс. Кроме того, известен феномен преждевременного старения клеток, вызванного стрессом. Когда на культуру действуют стрессорные факторы (например, перекись водорода или избыток кислорода), они быстрее приобретают характерные для старых клеток признаки. Значит ли это, что достаточно снизить уровень окислительного стресса в клетках для достижения вечной молодости? Увы, пока таких результатов нет. Даже широко известный ион Скулачева SkQ оказывает лишь небольшое воздействие на животных. В большинстве случаев антиоксиданты (вещества, снижающие уровень свободных радикалов) помогают предотвратить смерть клеток при дегенеративных заболеваниях, когда окислительный стресс существенно выше нормы. Но это не значит, что они будут полезны людям без дегенеративных заболеваний. Напротив, в последнее время популярна концепция гормезиса — слабого воздействия, стимулирующего клеточный ответ. Под действием небольших доз радикалов клетка усиливает антиокислительный ответ, что позволяет ей лучше реагировать в случае реальных трудностей.

Старикам здесь не место. Третья стратегия, будучи спроецирована на человеческое общество, вызывает скорее ужас, чем энтузиазм. Если от старых людей столько вреда и если старость, как мы уже знаем, заразна, то можно просто убрать их из популяции. Звучит устрашающе. Однако на клеточном уровне этот метод, кажется, работает. Устраняя старые клетки, мы снижаем уровень воспаления, риск развития раковых опухолей и «заражения старостью» молодых клеток. Например, в прошлом году ученые избирательно вызывали гибель клеток с одним из характерных маркеров старения у мышей. Результатом стало увеличение продолжительности жизни и улучшение работы кровеносной и выделительной систем. Сейчас проходят тестирования два сенолитика — препараты, убивающие старые клетки, — дазатиниб и кверцетин. По отдельности они уже показали неплохие результаты на мышах. А дазатиниб даже официально одобрен как лекарство от лейкемии. Но их совместное действие пока не изучено.

***

Поиски чудодейственной «таблетки от старости» продолжаются. Но с учетом того, что старение — многофакторный процесс, рассчитывать на скорый успех не приходится. Тем не менее многочисленные статьи предлагают нам рассматривать старение как защитную реакцию от опухолевой трансформации. Чем больше в клетке накапливается ошибок, тем быстрее она остановит свой цикл деления. Чем дольше в клетке работают онкогены — гены, обычно стимулирующие развитие опухоли, — тем чаще включается механизм старения. Поэтому в погоне за вечной молодостью не следует забывать о риске развития рака — неизбежного спутника делящихся клеток. По всей видимости, эти проблемы нам предстоит решать параллельно.

 Полина Лосева

Делим на два

Вчера биологи отмечали день рождения основателя цитогенетики Вальтера Флемминга. Он впервые обнаружил в клетке интенсивно окрашивающиеся структуры и назвал их хроматином. Позднее он обнаружил связь хроматина с хромосомами, которые получили свое современное название благодаря немецкому анатому и гистологу Генриху Вильгельму Вальдейеру. Особую известность Флеммингу принесли его исследования строения и деления клетки. Флемминг впервые ввел термин «митоз», обозначающий непрямое деление клетки.

Мы подготовили иллюстрированный обзор главных объектов исследования Флемминга.

Деление клетки

Электронная микроскопия клетки

Фотография: Itayba / Wikimedia Commons

У эукариотических клеток существет два способа деления: митоз и мейоз. Первый из них встречается гораздо чаще второго, но второй имеет ключевое значение для полового размножения.

Митоз — он же кариокинез или непрямое деление — это деление ядра эукариотической клетки с сохранением числа хромосом. У многоклеточных животных это единственный способ деления любых клеток за исключением половых. Для удобства изучения биологи делят митотический процесс на четыре стадии в за­висимости от того, как выглядят в это время хромосомы в све­товом микроскопе. В митозе выделяют профазу, метафазу, ана­фазу и телофазу. 

В профазе происходит «архивирование», компактизация генетического материала перед делением; хромосомы спирализуются — укорачиваются и утолщаются и становятся заметны в световой микроскоп. На этом этапе они состоят из двух связанных между собой сестринских хроматид. Одновременно со спирализацией хромосом исчезает ядрышко и разрывается ядерная оболочка. После ее распада хромосомы свободно и беспорядочно лежат в цитоплазме. Центриоли расходятся к полюсам клетки. В конце профазы начинает формироваться веретено деления. 

Меристема лука, митоз, профаза и анафаза

Фото: Josef Reischig / Wikimedia Commons

В метафазе завершается образование веретена деления, к микротрубочкам которого прикрепляются двойные хромосомы. Они лежат в одной плоскости и образуют так называемую метафазную пластинку. В метафазе отчетливо видно двойное строение хромосом, соединенных только в области центромеры. В этот период легко подсчитывать число хромосом, изучать их морфологические особенности. 

В анафазе дочерние хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления растягиваются к полюсам клетки. В этот момент в клетке находятся два диплоидных набора хромосом. В телофазе начинается деспирализация хромосом, формируется ядерная оболочка, в ядрах возникают ядрышки. Разрушается верете­но деления. Происходит разделение цитоплазмы с образованием двух клеток.

Разные стадии митотического деления клеток корня лука.

Фотография: Wellcome Images / Flickr.com

Мейоз, или редукционное деление — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Мейоз включает в себя два последовательных деления с короткой интерфазой между ними. В результате из одной диплоидной образуется четыре гаплоидных клетки. Восстановление плоидности происходит в результате слияния половых клеток — оплодотворения. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом (например, у многоклеточных животных — у растений все сложнее, у них оплодотворение происходит обычно гораздо позже, чем мейоз), при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны, в результате чего формируется одна гаплоидная яйцеклетка и три редукционных или полярных тельца.

Цитоскелет

Фибробласт, актин окрашен красным, миозин — зеленым

Фотография: ZEISS Microscopy / Flickr.com

Цитосклелет — это сеть белковых нитей (филаментов), пронизывающих и поддерживающих эукариотическую клетку. Филаменты представляют собой протяженные, сходные с полимерами структуры, состоящие из белков одного типа. В зависимости от диаметра они подразделяются на  

микрофиламенты (6-8 нм), промежуточные волокна (около 10 нм) и микротрубочки (около 25 нм).

Мезенхимальные стволовые клетки человека в фиброзном скаффолде. Актиновый цитоскелет отмечен зеленым, ядра – синим.

Фотография: Engineering at Cambridge / Flickr.com

Микрофиламенты представляют собой две спирально закрученные цепочки из мономеров актина. Они отвечают за форму клетки, участвуют в межклеточном взаимодействии, передаче сигналов и, вместе с миозином — в мышечном сокращении.

Микротрубочки — это полые цилиндры порядка 25 нанометров в диаметре, стенки которых образованы димерами тубулина. Они играют ключевую роль во внутриклеточном транспорте (выполняют роль «рельсов», по которым туда-сюда катаются пузырьки с грузами, например, неромедиаторами в нейронах) и формируют веретено деления при митозе и мейозе.

Микротрубочки в первичных фибробластах человека (зеленым). Красным — ДНК в ядрах клеток.

Фотография: Sergei Golyshev / Flickr.com

Веретено деления образуется в митозе и мейозе для обеспечения сегрегации хромосом и деления клетки. Между двумя полюсами образуется веретенообразная система микротрубочек, которые присоединяются к хроматидам в области центромер и обеспечивают движение хромосом по направлению к полюсам.

Полноценное веретено деления образуется на стадии прометафазы после разрушения ядерной мембраны, когда цитоплазматические микротрубочки и центросомы получают доступ к хромосомам и другим компонентам веретена.

Клетки на разных стадиях митотического деления

Фотография: ZEISS Microscopy / Flickr.com


Клеточное ядро

Клетки карциномы легких

Фотография: Ed Uthman / Flickr.com

Ядро — важнейший структурный компонент клетки. Оно состоит из хроматина, ядрышка, кариоплазмы и ядерной оболочки. 

Хроматином называют молекулы ДНК в комплексе со специфическими белками, основную массу которых состовляют «упаковочные белки» гистоны. В зависимости от степени упаковки хроматин подразделяется на эухроматин (работающий, а значит неупакованный) и  гетерохроматин («архивированный», как во время деления).

Ядрышко находится внутри ядра и не имеет собственной мебранной оболочки. Основной функцией ядрышка является синтез рибосом — молекулярных машин, отвечающих за синтез белка из аминокислот. Ядрышки формируются вокруг специальных участков генома, которые содержат гены рибосомной ДНК. В ядрышке происходит синтез рибосомальной РНК, ее созревание и сборка рибосомных субчастиц. Самая высокая концентрация белка в клетке наблюдается именно в ядрышке. 

Раковые клетки мыши

Фотография: ZEISS Microscopy / Flickr.com

Аня Савченко

Процесс простого деления

Определение 1

Деление клетки – это способ размножения любой клетки, как живой системы.

Различные способы клеточного деления

Деление клеток является естественным процессом. При правильном протекании именно клеточное деление обеспечивает рост тканей организма, развитие всех систем его органов (при их наличии) и размножение организма каким – либо способом. В ходе деления клетки также происходит последовательная реализация наследственного материала.

К основным типам деления клеток относят митоз и мейоз. Каждый из указанных процессов имеет ряд особенностей.

Что касается митоза, то его определяют как деление клетки, в результате которого из материнской клетки образуются две дочерние клетки, которые имеют идентичный набор хромосом по отношению к материнской клетке. Этот процесс происходит с соматическими клетками и составляет основу развития, регенерации тканей и органов. Митоз является основой жизненного цикла клетки, которая достаточно долго готовится к подобному типу деления.

Определение 2

Интерфаза – это процесс подготовки клетки к делению.

Интерфазу часто называют станцией спокойствия для клетки. Это происходит потому, что во время интерфазы происходит ряд актуальных процессов. К ним относят:

  • активный синтез ДНК;
  • накопление веществ, необходимых для деления клеток;
  • активация деятельности ферментов.

Интерфаза является весьма важным периодом в жизненном цикле клетки, поскольку именно она настраивает деление на необходимую систему протекания всех процессов.

Непосредственное деление митоза включает в себя ряд стадий или фаз:

  • профаза. Отличается началом конденсации хромосом. Две идентичные хромосомы соединяются между собой центромерой. Центриоль делится и расходится к полюсам, но при этом они связаны тонкими белковыми нитями или нитями веретена деления. Стадия заканчивается укорачиванием длины хромосом и их движение по направлению к экватору клетки. Также в профазе разрушается ядерная оболочка и ядрышки;
  • метафаза — очень коротка стадия, которая начинается с выстраивания хромосом по экватору клетки;
  • анафаза начинается с того, что нить веретена деления крепится к центромере каждой хромосомы. Дочерние хромосомы медленно двигаются к полюсам клетки. Веретно деления делит каждую хромосому на две части. Считается, что нити веретена деления не только направляют хромосомы, но и благодаря наличию АТФ сокращаются, ускоряя их расхождение;
  • телофаза начинается с момента расхождения хроматид к плюсам клетки. Они раскручиваются и становятся гораздо менее заметными, возвращаются в состояние покоя. Скопление хроматина образует вокруг себя новую ядерную оболочку. При этом цитоплазма и клеточные органеллы поровну делятся на две дочерние клетки. Завершается телофаза митоза образованием двух полностью самостоятельных дочерних клеток.

Готовые работы на аналогичную тему

Сущность простого клеточного деления

Биологический смысл такого типа деления клетки заключается в стабилизации хромосомного набора и делении клеток весьма быстро и эффективно.

Что касается мейоза, то данный тип деления является основой полового размножения. В результате мейоза из одной клетки образуется четыре гаплоидных клетки или гаметы с одинарным набором хромосом. Эти процессы характерны как для образования яйцеклеток, так и для образования сперматозоидов. Мейоз является основой для обмена генетическим материалом клеток, который, в свою, очередь является фундаментом для комбинативной изменчивости. При слиянии двух гамет, каждая из которых обладает только половиной генетического материала диплоидный набор хромосом восстанавливается, но внутри него меняется последовательность хромосом. Мейоз состоит из двух делений, первое из которых называется редукционным, а второе эквационным. Все вышеописанные стадии представлены также и в мейозе, но при этом профаза включает в себя процессы кроссинговера и конъюгации.

Определение 3

Кроссинговер – это обмен гомологичных хромосом участками в ходе клеточного деления.

Кроссинговер является основой комбинативной изменчивости и может быть признан одним из основных источников обновления генетической информации для различных клеток организмов.

Определение 4

Конъюгация – это сближение гомологичных хромосом в процессе мейотического деления клетки.

Гомологичными считаются те хромосомы, плечи которых располагаются примерно под одним углом. Именно они сближаются по отношению к друг другу для того, чтобы в последствии обменяться гомологичными участками.

Между двумя делениями мейоза отсутствует интерфаза, точнее она не имеет выраженного характера. Поэтому между двумя делениями не происходит образования ДНК. В итоге во вторую профазу вступают две клетки с одинаковым набором хромосом. Второе деление происходит по примеру митоза. Результатом второго деления является образование четырех гамет, которые содержат 23 хромосомы или половину набора соматических клеток.

Биологический смысл мейоза заключается в стабилизации хромосомного набора особей всех разновидностей живых организмов, которые представлены в глобальной оболочке Земли биосфере и выбирающих для себя половое размножение, в качестве основного.

Наконец, простым делением называют такое деление как амитоз. Его трактуют как нехарактерное деление клеток, которое наблюдается редко. Клетка сохраняет все ключевые физиологические функции. Удваивания или редукции генетического материала во время такого деления также не происходит. Делится только ядро, но без образования веретена деления. В результате такого процесса хромосомы расходятся в случайном порядке — образуется многоядерная клетка. Стоит отметить, что амитоз, как правило, встречается или в стареющих и умирающих клетках, или же в патологически измененных структурах (опухолевые клетки).

Таким образом, простое деление является разновидностью способов размножения клетки, которые лежат в основе самовоспроизведения организмов. Простое деление является предметом изучения таких наук, как цитология, гистология, анатомия, физиология.

Деление клетки. Митоз. — биология, уроки

Класс: 10

Дата: 08.02.2017 г.

Тема: Деление клетки. Митоз

Цель: углубить знания учащихся о наследственности организмов, ознакомить со строением и функциями хромосом; дать представление о клеточном цикле деления клеток. Продолжить формирование у учащихся научного мировоззрения, развитие мышления, памяти, внимания, научной биологической речи, обще учебных умений и навыков. Воспитание ценностей личного отношения к изучаемым знаниям.  Формирование информационных, коммуникативных, обще учебных компетентностей.

Оборудование и материалы:  учебник, иллюстрации по теме урока

Понятия и термины: хромосома, центромера, клеточный цикл, фазы митоза (профаза, метафаза, анафаза, телофаза), интерфаза, диплоидный набор хромосом

Тип урока: изучение нового материала

Ход урока

I Организационный этап

II Проверка домашнего задания

1. Объяснить, как происходит конъюгация у прокариот.

2. Объяснить, как происходит оплодотворение у животных.

3. Объяснить, как происходит оплодотворение у покрытосеменных растений (двойное оплодотворение).

IIІ Актуализация опорных знаний

  • Беседа (фронтально)
  1. Что такое ядро?
  2. Какие органеллы находятся в ядре клетки?
  3. Что такое хромосомы?

IV Мотивация учебной деятельности

  • Слово учителя

Сегодня на уроке мы будем говорить с вами о клеточном цикле и таком делении клеток как митоз.

Цикл жизни клетки – интерфаза и митоз,

А как он протекает? – это главный вопрос.

Об этом не скажешь ведь в двух словах,

Процесс жизни клетки рассмотрим в стихах.

Интерфаза длится дольше, чем само деление,

Очень быстро происходит ДНК удвоение.

Идет биосинтез, активны ферменты.

Клетка растет, образует органоиды и элементы

Затем следует митотическое деление,

Фазы его легко запомнить — и в этом нет сомнения.

Внимательно на них ты посмотри.

Каждая фаза как член большой и дружной семьи.

Глава семьи – папа (всем ясно сразу),

И первая фаза митоза — профаза.

Исчезло ядрышко и ядерная оболочка,

Но на этом рано еще ставить точку.

Хромосомы укорачиваются, утолщаются,

В компактные формы превращаются.

И затем без промедления —

Появляются нити веретена деления.

Мама — солнышко наше, тепло, доброта.

Метафаза – вторая фаза митоза всегда.

Дети для мамы равны без дозатора,

Хромосомы лежат в области экватора

Дочка — Аня в семье — просто принцесса.

Анафаза – третья фаза процесса.

Убедиться в этом ты можешь сам —

Нити веретена деления оттягивают

хроматиды к различным полюсам.

Сынок в семье Толя – ну, как по заказу

Четвертая фаза митоза – телофаза.

Хромосомы раскручиваются, у них выход один —

Снова превратиться в хроматин.

После деления цитоплазмы и органоидов клетки,

Появляются две прелестные, чудные детки.

Имеют диплоидный набор дочерние клетки

и в точности похожи на материнскую клетку.

V Изучение нового материала

1. Клеточный цикл

Клеточный цикл – период существования клетки между началами её двух последовательных делений или же от начала деления до ее гибели.

Клеточный цикл состоит из периодов деления и интерфазы.

Интерфаза – это период между двумя последовательными делениями клетки.

Интерфаза состоит из 3-х этапов: предсинтетического, синтетического и послесинтетического. На синтетическом этапе происходит рост клетки, удвоение молекул ДНК, синтез белков и других органических соединений, деление митохондрий и пластид, … . Активно запасается энергия, необходимая для деления клетки.

Этап между завершеним предыдущего деления и синтетическим этапом называют предсинтетическим, а между завершеним синтетического этапа и началом следующего деления – послесинтетическим.

Основным способом деления эукариотических клеток является митоз.

2. Фазы митотического деления

Продолжительность митоза составляет от нескольких минут до 2-3 часов.

Митоз включает следующие фазы (рис. 31, с. 107):

  • Профаза: происходит спирализация хромосом, исчезает ядерная оболочка, ядрышко; начинает формироваться веретено деления. Нити этого веретена деления прикрепляются к центромерам, и хромосомы начинают перемещаться к центральной части клетки.
  • Метафаза: завершается спирализация хромосом и формирование веретена деления. Хромосомы «выстраиваются» в центральной части клетки.
  • Анафаза: самая короткая фаза митоза. Делятся центромеры и хроматиды расходятся к разным полюсам клетки.
  • Телофаза: вокруг каждого из двух скоплений хроматид формируется ядерная оболочка, появляются ядрышки. Постепенно исчезает веретено деления. В конце телофазы делится цитоплазма материнской клетки и образуются две дочерние.

3. Биологическое значение митоза

Митоз обеспечивает постоянство числа хромосом во всех клетках организма, вследствие чего все они имеют одну и ту же генетическую информацию

VI Обобщение и закрепление  изученного материала

  • Тест «Митоз» (фронтально)

VII Итог урока

VIII Домашнее задание

§23 (только митоз, значение митоза), выучить конспект.

Поперечное деление | справочник Пестициды.ru

Простое поперечное или бинарное деление характерно для большинства бактерий. Бинарным оно названо из-за образования в результате двух одинаковых дочерних клеток. Такое деление может происходить, как в одной, так и в нескольких плоскостях. В частности, у стафилококков, новые клетки располагаются беспорядочно, образуя подобие кисти винограда, у стрептококков – в форме цепочки, у диплокков – соединение по парам, у сарцин – в форме пакетов[3][1].

Поперечное деление бактерии Xylella fastidiosa

Поперечное деление бактерии

Xylella fastidiosa

Возбудитель бактериального ожога листьев дуба[4]

Процессы, предшествующие поперечному делению

Поперечному делению предшествует репликация (удвоение) хромосом. Частота репликации регулируется скоростью роста клетки[3].

Изучение закономерности равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками, позволило сформулировать концепцию репликона, как единицы репликации[3].

Репликон – это участнок ДНК, содержащий регуляторные элементы, необходимые для независимой репликации. У бактерий – это хромосомы и плазмиды. Каждый репликон содержит не менее двух локусов, участвующих в контроле репликации: структурный ген-репликатор (ген-инициатор) и сайт-репликатор. Первый детерминирует синтез белка-инициатора. Второй – распознает сигналы на начало удвоения хромосомы[3].

После некоторого периода роста клетка достигает определенного физиологического состояния. Из цитоплазматической мембраны в репликон поступает сигнал о необходимости удвоения хромосомы и готовности клетки к делению. Под влиянием этих сигналов активизируется деятельность структурного гена и синтезируется белок-инициатор. Он воздействует на репликатор, запуская процесс репликации[3].

Этапы поперечного деления

Между системой репликации хромосомы (нуклеоида) и делением клетки прослеживается координированное взаимодействие. Делению клетки всегда предшествует удвоение хромосомы (нуклеоида). И только после завершения репликации начинается процесс деления. Удвоенный нуклеоид поровну распределяется в две вновь образующиеся клетки[3][2].

Сам процесс деления может происходить следующим образом. В начале синтезируется двухслойная цитоплазматическая мембрана. Затем на внутренней стороне клеточной стенки формируются два бугорка. Они интенсивно растут, проникают кольцеобразно внутрь клетки между слоями образовавшейся цитоплазматической мембраны, образуя двойную перегородку, делящую клетку пополам[3].

Большинство грамотрицательных бактерий делятся путем перетяжки. При этом геномы расходятся по полюсам клетки, цитоплазматическая мембрана и клеточная стенка растягиваются, впячиваясь от периферии к центру клетки до непосредственного контакта. В результате клетка перешнуровывается на две дочерние[3].

Репликации и делении происходят с определенной скоростью, присущей каждому виду. Скорость этих процессов зависит от возраста культуры и характера питательной среды. Например, скорость деления бактерии кишечной палочки составляет приблизительно 16–20 минут, микобактерий туберкулеза – 18–20 часов. При этом, если учитывать, что большинство культур клеток тканей млекопитающих начинают делиться через сутки, то получается, что большинство бактерий размножаются в 100 раз быстрее, чем клетки тканей млекопитающих[1].

Типы поперечного деления

Существует два типа поперечного деления, подразделяющегося в зависимости от размеров дочерних клеток:

  • изоморфное – дочерние клетки имеют равные размеры;
  • гетероморфное – дочерние клетки неодинаковы по размеру[2].

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Госманов Р.Г., Галиуллин А.К., Волков А.Х., Ибрагимова А.И. Микробиология: Учебное пособие. — 2-е изд., стер. — СПб.: Издательство «Лань», 2017. — 496 с.

2.

Пилькевич Н.Б., Виноградов А.А., Боярчук Е.Д. Основы микробиологии: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – Луганск: Альма-матер, 2008. — 192 с.

Источники из сети интернет:

3.

Изображения (переработаны):

4. Свернуть Список всех источников

Деление клеток | Дистанционные уроки

27-Июл-2013 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Деление клеток — часть процесса жизни абсолютно любого живого организма. Все новые клетки образуются из старых (материнских). Это одно из основных положений клеточной теории. Но существует несколько видов деления, которые напрямую зависят от природы этих клеток.

 

 

 

Деление прокариотических клеток

 

Чем отличается прокариотическая клетка от эукариотической? Самое главное отличие — отсутствие ядра (собственно поэтому так и называются). Отсутствие ядра означает, что ДНК просто находится в цитоплазме.

 

Процесс выглядит следующим образом:

 

репликация (удвоение) ДНК —>  клетка удлиняется —> образуется поперечная перегородка —>  клетки разделяются и расходятся

 

 

Деление эукариотических клеток

 

 

Жизнь любой клетки состоит из 3 этапов: рост, подготовка к делению и, собственно, деление.

 

Как происходит подготовка к делению?

 

Этот период подготовки  к делению называется ИНТЕРФАЗА.

 

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G1, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G2.

 

  • Во-первых, клетка растет — это пресинтетический период
  • во-вторых, удваивается молекула ДНК   — это синтетический период
  • в третьих, синтезируется и накапливается белок, аккумулируется энергия,  удваиваются центриоли — постсинтетический период.

 


 

Амитоз

 

Прямое или бинарное деление клеток

 

Это самый экономичный (с точки зрения энергии) метод деления клеток.

Основные особенности:

 

  • ядро делится перетяжкой надвое;
  • веретено деления не образуется;
  • распределение ДНК между клетками произвольное.

 

При таком «неаккуратном» делении могут возникнуть многоядерные клетки. Логично, что при таком делении главное — количество новых клеток и скорость их образования, а не их «качество». Поэтому логично, что оно характерно либо для простейших одноклеточных организмов, либо для специализированных клеток — либо тех, которые потом должны погибнуть — кора у растений, при злокачественных процессах и т.д.

 

Митоз

он же

Непрямое деление клеток, не половое деление

 

Это основной способ деления эукариотических соматических (клеток тела) клеток.

 

Выделяют 4 фазы митоза:

(под каждой фазой указана формула, где n — число хромосом, С — ДНК)

 

Профаза
(2n4C)

 

  • Самая длительная фаза деления клетки. Двухроматидные хромосомы конденсируются, утолщаются и спирализуются. Вообще, возможность увидеть хромосомы — результат наблюдения профазы клетки;
    растворяется ядерная оболочка;
    исчезает ядрышко;
  • Центриоли ( в животных клетках) расходятся к разным полюсам клетки, из микротрубочек начинает формироваться веретено деления — своеобразные «рельсы», по которым хромосомы будут двигаться к полюсам клетки.

 

Метафаза

(2n4C)

 

(именно в этой фазе хромосомы лучше всего видны в световой микроскоп)

 

  • Образуется «плоскость», в которой будут располагаться хромосомы — метафазная плоскость
  • микротрубочки «выбирают специализацию» — центросомные — тянутся от одного полюса клетки к другому, хромосомные — связаны с центромерам (сердинками) хромосом.
  • Двухроматидные хромосомы вытягиваются микротрубочками в центр клетки — они как бы выстраиваются по экватору.

 

Анафаза
(4n4C)

 

  • самая короткая фаза по продолжительности
  • центромеры делятся на две части
  • деление двухроматидных хромосом на однохроматидные хроматиды и эти сестринские хроматиды расходится к разным частям клетки.

 

Телофаза
(4n4C -> 2 x 2n2C)

 

  • хромосомы (однохроматидные) раскручиваются (деспирализуются),  в микроскоп их уже не разглядеть
  • происходит разрушение ( растворение) нитей веретена деления
  • вокруг хромосомного набора в каждой части клетки начинает формироваться ядерная оболочка и ядрышки,
  • веретено деления разрушается и образуется перетяжка, которая разделит делящуюся материнскую клетку на две новые дочерние (цитокинез)

 

 

Обратите внимание, что митотическое деление клеток характерно для соматических клеток (неполовых, клеток тела) — у них изначально двойной — ДИПЛОИДНЫЙ набор хромосом.  И в результате митоза образуются 2 новые клетки, каждая с таким же диплоидным набором.

 

 

Митоз обеспечивает:

 

  • сохранение хромосомного набора при делении клеток — образование новых клеток, абсолютно идентичных материнской;
  • увеличение общего числа клеток в организме ( рост организма, превращение зиготы в бластулу)
  • восстановление организма ( регенерацию)
  • вегетативное размножение и размножение простейших организмов
  • обновление организма (замена устаревших клеток)
  • у споровых растений — прорастание спор в гаметофит и образование гаметофитом гамет

 

Очень часто в заданиях ЕГЭ просят указать количество хромосом и ДНК в каждой фазе.

 

Об этом подробно читаем  <<  ЗДЕСЬ >>.

 

 

 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Деление клеток»

(Правила комментирования)

Какие три основных раздела биологии?

Биология — это изучение живых существ. Чтобы понять разнообразие жизни, ученые классифицируют организмы на основе общих черт и происхождения. Введение в биологию включает понимание классификации. Классификация упрощает сравнение наблюдений за живыми существами, от простейших одноклеточных организмов до сложных систем, содержащих триллионы клеток. Методы классификации развивались с течением времени, поскольку ученые продолжают собирать информацию и использовать достижения в области технологий, чтобы больше узнать о жизни на клеточном уровне.В результате этих открытий ученые теперь делят живые существа на три больших подразделения: эукарии, бактерии и археи.

TL; DR (слишком долго; не читал)

TL; DR (слишком долго; не читал)

Три основных подразделения жизни — это доменная эукария, доменные бактерии и доменные археи.

Отец биологии

Известный философ и ученый, Аристотель веками считался отцом биологии. Областями биологии, которые он изучал, были животные и мир природы, что принесло ему еще одно прозвище «отец зоологии».На основании своих наблюдений он разделил животных на две большие группы: кровные и бескровные. Эти группы примерно соответствовали позвоночным и беспозвоночным и были подразделены на более мелкие группы, аналогичные классам и отрядам, используемым сегодня: млекопитающие, птицы, рыбы, насекомые, рептилии, ракообразные и т. Д. Поскольку система классификации Аристотеля была ограничена организмами, с которыми он мог наблюдать. невооруженным глазом он не относил микроорганизмы к каким-либо группам.

Основные отрасли биологии

До 1960-х годов существовало только два крупных подразделения жизни, и все живые существа классифицировались как растения или животные.В 1969 году система двух королевств была обновлена, чтобы включить дополнительные типы биологии и разделить на пять королевств. Помимо растений и животных, благодаря достижениям микробиологии были созданы царства для бактерий (Monera), грибов и простейших. Королевство Монера содержало прокариот, в то время как другие четыре королевства содержали эукариоты. Основное различие между эукариотическими клетками и прокариотическими клетками — это наличие у эукариот ядра и органелл, которых у прокариот нет. Система пяти королевств действовала до 1990 года, когда профессор Университета Иллинойса по имени Карл Вёзе предложил серьезные изменения в системе классификации.

Третья форма жизни

Вёзе провел исследование недавно идентифицированной третьей формы жизни. Эти организмы, называемые архебактериями, представляют собой прокариотические клетки, которые достаточно отличаются от бактерий, чтобы их классифицировать. Открытие архебактерий привело к созданию уровня классификации выше, чем царство: домен. Царства эукариотических организмов — Animalia, Plantae, Monera, Fungi и Protista — теперь подпадают под Eukarya. Бактерии принадлежат к своему собственному одноименному домену.Архебактерии имеют общие характеристики как с эукариотами, так и с бактериями. У них также есть некоторые уникальные черты, которые помещают их в их собственное владение: археи.

Домен Eukarya: растения, животные и многое другое

Домен Eukarya состоит из четырех царств жизни: животных, растений, грибов и простейших. Этот домен включает одноклеточные организмы, такие как водоросли и простейшие; грибы, такие как плесень, дрожжи и грибы; и более сложные многоклеточные организмы, такие как растения и животные.Клетки этих организмов имеют ядро ​​и отдельные структуры органелл, заключенные в мембраны.

Домен Бактерии: друзья и враги

Этот домен включает одноклеточные прокариотические организмы, отличные от эукарий и архей. Клеточные стенки бактерий содержат пептидогликан, который отсутствует в клеточных стенках архебактерий и эукариот. Некоторые бактерии могут быть полезны для человека, а другие — вредны. Общие бактерии включают цианобактерии, лактобациллы — полезные кишечные бактерии — и патогенные виды, вызывающие заболевания, такие как стрептококк.

Домен Археи: Жизнь в крайностях

Некоторые виды архебактерий живут в почве, воде или других обычных местах. Другие виды архебактерий могут обитать в самых негостеприимных местах на Земле. Было обнаружено, что организмы из этой области живут в высоких концентрациях соли, метана и других химикатов. Некоторые организмы могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры. Уникальной особенностью архей является состав их клеточных мембран, который позволяет им выдерживать условия, слишком суровые для бактерий или эукариот.

Деление клеток — определение, этапы и типы

Определение деления клеток

Деление клеток — это процесс, через который клетки делятся. Есть несколько типов деления клеток, в зависимости от того, какой организм делится. Со временем организмы эволюционировали, чтобы иметь различные и более сложные формы клеточного деления. Большинство прокариот или бактерий используют бинарное деление для деления клетки. Эукариоты всех размеров используют митоз и для деления. Эукариоты, размножающиеся половым путем, используют особую форму деления клеток, называемую мейозом , , чтобы уменьшить генетическое содержание клетки.Это необходимо при половом размножении, потому что каждый родитель должен отдавать только половину необходимого генетического материала, иначе у потомства будет слишком много ДНК, что может стать проблемой. Эти различные типы клеточного деления обсуждаются ниже.

Типы деления клеток

Деление прокариотических клеток

Прокариоты размножаются посредством деления клеток, известного как бинарное деление . Прокариоты — это простой организм, имеющий только одну мембрану и не имеющий внутренних делений.Таким образом, когда прокариот делится, он просто копирует ДНК и делится пополам. Процесс немного сложнее, так как ДНК сначала нужно раскрутить с помощью специальных белков. Хотя ДНК прокариот обычно существует в кольце, она может сильно запутаться, когда она используется клеткой. Чтобы копировать ДНК эффективно, ее нужно растянуть. Это также позволяет разделить два новых кольца созданной ДНК после их образования. Две цепи ДНК разделяются на две разные стороны прокариотической клетки.Затем клетка удлиняется и делится посередине. Процесс можно увидеть на изображении ниже.

ДНК — это запутанная линия. Остальные компоненты промаркированы. Плазмиды — это небольшие кольца ДНК, которые также копируются во время бинарного деления и могут быть собраны в окружающей среде из мертвых клеток, которые распадаются. Затем эти плазмиды можно реплицировать в дальнейшем. Если плазмида полезна, она увеличится в популяции. Отчасти так у бактерий возникает устойчивость к антибиотикам.Рибосомы — это небольшие белковые структуры, которые помогают производить белки. Они также воспроизводятся, поэтому у каждой клетки может быть достаточно, чтобы функционировать.

Деление эукариотических клеток: митоз

Эукариотические организмы имеют мембраносвязанные органеллы и ДНК, которая находится на хромосомах, что затрудняет деление клеток. Перед делением эукариоты должны реплицировать свою ДНК, органеллы и клеточные механизмы. Многие органеллы делятся с использованием процесса, который, по сути, представляет собой бинарное деление , что привело ученых к выводу, что эукариоты были образованы прокариотами, живущими внутри других прокариот.

После того, как ДНК и органеллы реплицируются в течение интерфазы клеточного цикла, эукариот может начать процесс митоза. Процесс начинается в профазе, когда хромосомы конденсируются. Если бы митоз протекал без конденсации хромосом, ДНК запуталась бы и разорвалась. Эукариотическая ДНК связана со многими белками, которые могут складывать ее в сложные структуры. По мере того, как митоз переходит в метафазу , хромосомы выстраиваются в середину клетки.Каждая половина хромосомы, известная как сестринские хроматиды , потому что они являются копиями друг друга, разделяется на каждую половину клетки по мере протекания митоза. В конце митоза другой процесс, называемый цитокинезом , делит клетку на две новые дочерние клетки.

Все эукариотические организмы используют митоз для деления своих клеток. Однако только одноклеточные организмы используют митоз как форму воспроизводства. Большинство многоклеточных организмов размножаются половым путем и объединяют свою ДНК с ДНК другого организма для воспроизводства.В этих случаях организмам нужен другой метод деления клеток. Митоз дает идентичные клетки, но мейоз дает клетки с половиной генетической информации, чем у обычной клетки, что позволяет объединить две клетки от разных организмов одного и того же вида.

Деление эукариотических клеток: мейоз

У животных, размножающихся половым путем, перед оплодотворением обычно необходимо уменьшить количество генетической информации. Некоторые растения могут существовать со слишком большим количеством копий генетического кода, но для большинства организмов иметь слишком много копий очень вредно.Люди, у которых есть даже одна дополнительная копия одной хромосомы, могут испытать пагубные изменения в своем теле. Чтобы противодействовать этому, организмы, размножающиеся половым путем, подвергаются типу деления клеток, известному как мейоз . Как и перед митозом, реплицируются ДНК и органеллы. Процесс мейоза включает два разных деления клеток, которые происходят один за другим. Первый мейоз, мейоз I , разделяет гомологичные хромосомы. Гомологичные хромосомы, присутствующие в клетке, представляют собой два аллеля каждого гена, которым обладает организм.Эти аллели рекомбинируются и разделяются, поэтому полученные дочерние клетки имеют только один аллель для каждого гена и не имеют гомологичных пар хромосом. Второе деление, meiosis II , разделило две копии ДНК, как в митозе. Конечным результатом мейоза в одной клетке являются 4 клетки, каждая из которых имеет только одну копию генома, что составляет половину нормального числа.

Организмы обычно упаковывают эти клетки в гамет и , которые могут перемещаться в окружающую среду в поисках других гамет.Когда встречаются две гаметы правильного типа, одна оплодотворяет другую и дает зиготу . Зигота — это единственная клетка, которая подвергнется митозу, чтобы произвести миллионы клеток, необходимых для большого организма. Таким образом, большинство эукариот используют и митоз, и мейоз, но на разных этапах своего жизненного цикла.

Этапы деления клеток

В зависимости от того, какой тип деления клеток использует организм, этапы могут немного отличаться.

Стадии митоза

Митоз начинается с профазы , в которой хромосома конденсируется.Клетка переходит к метафазе , где хромосомы выравниваются на метафазной пластинке. Затем хромосомы разделяются в анафазе , и цитоплазма клетки раздваивается в течение телофазы . Цитокинез — это последний процесс, который разрушает клеточную мембрану и делит клетку на две части.

Стадии мейоза

Стадии мейоза похожи на митоз, но хромосомы действуют иначе. Мейоз имеет две фазы, которые включают два отдельных деления клеток без репликации ДНК между ними. Мейоз I и мейоз II имеют те же 4 стадии, что и митоз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Цитокинез завершает оба раунда мейоза.

В профазе I хромосомы конденсируются. В метафазе I хромосомы выстраиваются напротив своих гомологичных пар. Когда они разделены на анафазу I и телофазу I, в каждой клетке присутствует только одна форма каждого гена, известная как редукционное деление. Мейоз II протекает так же, как митоз, когда сестринские хроматиды делятся на метафазной пластинке.К телофазе II существует 4 клетки, каждая из которых имеет половину аллелей в качестве родительской клетки и только одну копию генома. Теперь клетки могут становиться гаметами и сливаться вместе, создавая новые организмы.

Quiz

1. Соматические клетки — это клетки, которые заполняют тело и должны воспроизводиться для восстановления повреждений. Гаметические клетки — это клетки, производящие гаметы. Какому типу деления клеток подвергаются клетки каждого типа?
A. Соматический = митоз; Гаметик = мейоз
B. Соматический = митоз; Гаметик = мейоз и митоз
C. Соматический = митоз и мейоз; Гаметик = мейоз и митоз

Ответ на вопрос № 1

B правильный. Только соматические клетки подвергаются митозу. Они воспроизводятся только при заживлении травмы или развитии новых тканей во время роста организма. Гаметические клетки также должны выполнять эти основные задачи. Следовательно, они проходят митоз. Они также могут подвергаться мейозу с образованием гамет. Организмы обычно производят от тысяч до миллионов гамет, для чего требуется множество диплоидных гаметических клеток.Как только клетка становится гаплоидной гаметой, необходима другая диплоидная клетка для создания большего количества гамет.

2. Митохондрии — это органеллы в клетках, которые вырабатывают АТФ, молекулу, используемую для получения энергии. Митохондрии должны реплицироваться внутри клетки, отдельно от митоза или мейоза, чтобы регулировать количество доставляемой энергии. В митохондриях есть кольцо ДНК, которое контролирует митохондриальный метаболизм. Эта мтДНК реплицируется, митохондрии удлиняются и делятся пополам. Что это за тип деления клеток?
А. Двоичное деление
B. Митоз
C. Мейоз

Ответ на вопрос № 2

правильный. Митохондрии должны многократно воспроизводиться внутри клетки, чтобы обеспечить ее достаточным количеством энергии. Отображаемая простая форма деления — бинарное деление. Хромосомы не сортируются и не сокращаются. Органелла просто увеличивается и делится пополам, при этом ДНК, которая ее контролирует, также дублируется.

3. Эволюция зависит от успешной репликации ДНК.Фактически, вся ДНК на Земле происходит только из одной или двух исходных клеток, и большинство организмов связаны друг с другом. Что отвечает за разные формы жизни?
A. Мутация
B. Генетическая рекомбинация
C. Оба

Ответ на вопрос № 3

C правильный. Большинство разновидностей на Земле вызвано как мутациями, так и генетической рекомбинацией. Организмы, которые претерпевают мейоз, могут претерпевать события, известные как рекомбинация , при которой части хромосом меняются местами.Даже у бесполых организмов мутации и спонтанная рекомбинация ДНК иногда приводят к появлению очень успешных организмов.

Cell Cycle and Cell Division

Изучение клеточного цикла фокусируется на механизмах, которые регулируют время и частоту дупликации ДНК и деления клеток. С биологической точки зрения клеточный цикл определяется как период между последовательными делениями клетки. В этот период необходимо точно воспроизвести содержимое ячейки.Микроскопы знали о делении клеток более ста лет, но только в 1950-х годах, благодаря новаторской работе Альмы Ховард и Стивена Пелк, они осознали, что репликация ДНК происходит только в определенной фазе клеточного цикла и что эта фаза четко отделялась от митоза. Работа Говарда и Пелка с фасолью Vicia faba показала, что клетка проходит множество дискретных фаз до и после деления клетки. Исходя из этого понимания, ученые идентифицировали четыре характерные фазы клеточного цикла: митоз (M), разрыв 1 (G1), синтез ДНК (S) и разрыв 2 (G2).Изучение этих фаз, белков, которые их регулируют, и сложных биохимических взаимодействий, которые останавливают или запускают репликацию ДНК и деление клеток (цитокинез), являются первоочередной задачей биологов клеточного цикла.

Наиболее значительный прогресс в этой области исследований был достигнут с демонстрацией того, что специфические белковые комплексы, включающие циклины, имеют решающее значение для регулирования прохождения клеток через клеточный цикл. Эти ранние наблюдения были получены в результате биологических исследований клеток быстро делящихся оплодотворенных яиц лягушки, а также мутантных дрожжевых клеток, которые не могли делиться.Наблюдения показали, что регуляция клеточного цикла сохраняется у эукариот, что с тех пор доказано. Механизм деления у бактерий отличается от такового у эукариот, и контроль их клеточного цикла также несколько иной, хотя опять же он связан с репликацией ДНК.

Хотя клеточный цикл представляет собой высоко интегрированный процесс, в этой области исследований возникли отдельные области, представляющие интерес. Например, было идентифицировано множество генов и белков, которые влияют на переход от одной фазы клеточного цикла к другой.Когда их экспрессия изменяется в результате мутации или аберрантной регуляции, их обычно классифицируют как онкогены. Другие белки удерживают клетку в определенных точках цикла (контрольных точках) и известны как гены-супрессоры опухоли. Помимо белков, играющих четко регулирующую роль, многие белки выполняют важные функции в других аспектах клеточного цикла; один — это репликация ДНК и органелл, которая представляет собой увлекательный процесс, включающий в себя собственные механизмы восстановления и саморедактирование. В других областях основное внимание уделяется механическим процессам расщепления клетки на две дочерние клетки в конце митоза, а также конденсации и деконденсации хроматина.

Как клеточный цикл влияет на нашу повседневную жизнь? В самом деле, большинство видов рака является результатом неправильного деления клеток, часто возникающего из-за отклонений в регуляции нормального клеточного цикла. Значительные исследования направлены на выявление изменений в регуляторных белках клеточного цикла как в качестве мишеней для терапевтического вмешательства, так и в качестве биомаркеров, которые могут указывать на прогноз опухолей. Кроме того, область биологии стволовых клеток тесно связана с регуляцией клеточного цикла, поскольку эти плюрипотентные клетки могут медленно делиться в течение длительных периодов времени и при необходимости инициировать рост и дифференцировку.Другие области текущих исследований включают изучение регуляции клеточного цикла при росте органов и регенерации, когда спящие клетки могут быть снова переведены в репликативное состояние.

Как ученые изучали клеточный цикл? Первоначально исследования клеточного цикла были прерогативой микроскопии, но сегодня применяются многие специфические методы в дополнение к тем, которые широко используются в клеточной и молекулярной биологии. Сортировка клеток, активируемая флуоресценцией, позволила биологам как идентифицировать клетки в определенных точках клеточного цикла, так и изолировать их.Можно отслеживать, как клетки, подвергшиеся воздействию различных агентов, могут продвигаться по циклу. Центральным моментом в идентификации и выделении ключевых генов была способность изолировать чувствительные к температуре мутантные дрожжевые клетки, которые могут быть заблокированы на определенных этапах цикла для более тщательного изучения. Возможность синхронизировать культуры так, чтобы все клетки находились в одной точке клеточного цикла, также была благом для выявления общих механизмов и выделения ключевых белков.

Хотя сейчас мы много знаем о регуляции клеточного цикла, ясно, что нам предстоит пройти долгий путь, особенно в понимании сложности взаимодействий между огромным множеством уже идентифицированных белков.Текущие исследования выявили большое количество сигнальных путей, многие из которых включают несколько генов, участвующих в регуляции прогрессирования в течение цикла. Некоторые из этих путей могут взаимодействовать, и знание этих взаимодействий будет иметь жизненно важное значение для разработки эффективных стратегий вмешательства при раке и других аномалиях роста, таких как пороки развития. Кроме того, вопрос о том, как клеточный цикл реагирует на повреждение ДНК, является областью активных исследований, поскольку случайные отклонения в репликации и даже токсины окружающей среды могут влиять на уязвимые цепи ДНК.В конечном счете, успех терапии на основе стволовых клеток будет зависеть от детального знания того, как клетки могут поддерживаться во многих делениях без потери их способности дифференцироваться или трансформироваться в предшественников опухоли. Изучение клеточного цикла имеет огромное значение для здоровья, благополучия и биологии всех организмов, от роста и развития этих организмов до рака и старения людей, до возможности восстановления болезней и травм с помощью лечения стволовыми клетками. .

Изображение: Стив Гшмайсснер / Science Source.

Отдел

(биология) — wikidoc

В этой статье обсуждается категоризация организмов. Для другого значения в биологии см деление клеток.

Раздел является таксономическим рангом в биологической классификации.

В ботанике и микологии подраздел относится к рангу, эквивалентному типу. Использование любого термина разрешено Международным кодексом ботанической номенклатуры, и оба обычно используются в научной литературе.

Основными подразделениями наземных растений в том порядке, в котором они, вероятно, развились, являются печеночники (отдел Marchantiophyta), роголистники (отдел Anthocerophyta), мхи (отдел Bryophyta), папоротники (отдел Filicophyta), хвощи ( Отдел Sphenophyta), саговники (Отдел Cycadophyta), гинкго (Отдел Ginkgophyta), хвойные деревья (Отдел Pinophyta), гнетофиты (Отдел Gnetophyta) и покрытосеменные (Отдел Magnoliophyta). Покрытосеменные — это цветковые растения, которые в настоящее время доминируют в наземных экосистемах и составляют 80% видов сосудистых растений.

В зоологии термин раздел применяется к необязательному рангу, подчиненному инфраклассу и вышестоящему по отношению к когорте. Широко используемая классификация (например, Carroll 1988) относит костистых рыб к отделу Teleostei в рамках класса Actinopterygii (рыбы с лучевыми плавниками). Реже (как в Milner 1988) живых четвероногих относят к подразделениям Amphibia и Amniota в кладе позвоночных с мясистыми конечностями (Sarcopterygii).

Ссылки

  • Кэрролл, Роберт Л.1988. Палеонтология и эволюция позвоночных . Нью-Йорк: W.H. Freeman & Co. ISBN 0-716-7-1822-7.
  • Милнер, Эндрю. 1988. «Отношения и происхождение живых земноводных». В MJ Benton (ed.), The Phylogeny and Classification of the Tetrapods, Volume 1: Amphibians, Reptiles, Birds , pp. 59-102. Оксфорд: Clarendon Press.

Шаблон: Таксономические ранги

Шаблон: Биология-заглушка

af: Divisie an: Dibisión (биолохия) ca: Divisió (биология) cs: Oddělení (биология) de: Abteilung (Биология) eo: Divizio gl: División (ботаника) hr: Odjeljak (таксономия) id: Divisio lv: Nodalījums (bioloģija) lt: Skyrius fi: Kaari (биология) sv: Division (биологи) uk: Відділ (біологія)

Шаблон: WH Шаблон: WS

Деление клеток — Митоз и мейоз

Откуда берутся клетки?

Трехмерное изображение клетки мыши на заключительной стадии деления клетки (телофаза).(Изображение Лотара Шермелеха)

Иногда вы случайно прикусываете губу или снимаете кожу с колена, но в течение нескольких дней рана заживает. Это волшебство? Или есть другое объяснение?

Каждый день, каждый час, каждую секунду в вашем теле происходит одно из самых важных событий в жизни — клетки делятся. Когда клетки делятся, они создают новые клетки. Одна клетка делится на две клетки, а затем эти две клетки делятся на четыре клетки и так далее. Мы называем этот процесс «делением клеток» и «размножением клеток», потому что новые клетки образуются при делении старых.Способность клеток делиться уникальна для живых организмов.

Почему клетки делятся?

Клетки делятся по многим причинам. Например, когда вы снимаете кожу с колена, клетки делятся, заменяя старые, мертвые или поврежденные клетки. Клетки также делятся, чтобы живые существа могли расти. Когда организмы растут, это происходит не потому, что клетки становятся больше. Организмы растут, потому что клетки делятся, чтобы производить все больше и больше клеток. В человеческом теле каждый день делится почти два триллиона клеток.

Наблюдайте, как клетки делятся на этом видео в замедленной съемке клетки животного (вверху) и клетки E.клетка бактерий coli (внизу). Видео сокращает 30 часов деления митотических клеток до нескольких секунд. (Видео Национального института генетики)

Сколько клеток в вашем теле?

Мы с вами начинали как одна клетка, или, как вы бы назвали, яйцо. К тому времени, когда вы станете взрослым, у вас будут триллионы клеток. Это число зависит от размера человека, но биологи считают, что это число составляет около 37 триллионов клеток. Да, это триллион с буквой «Т».«

Как клетки узнают, когда делиться?»

При делении клетки делящаяся клетка называется «родительской». Родительская клетка делится на две «дочерние» клетки. Затем процесс повторяется в так называемом клеточный цикл.

Деление раковых клеток легких (Изображение из NIH)

Клетки регулируют свое деление, взаимодействуя друг с другом с помощью химических сигналов от специальных белков, называемых циклинами. Эти сигналы действуют как переключатели, чтобы сообщить клеткам, когда начинать деление, а затем когда прекратить деление.Важно, чтобы клетки делились, чтобы вы могли расти, а порезы заживали. Также важно, чтобы клетки перестали делиться в нужный момент. Если клетка не может перестать делиться, когда она должна остановиться, это может привести к заболеванию, называемому раком.

Некоторые клетки, например клетки кожи, постоянно делятся. Нам необходимо постоянно создавать новые клетки кожи, чтобы заменять клетки кожи, которые мы теряем. Знаете ли вы, что каждую минуту мы теряем от 30 000 до 40 000 мертвых клеток кожи? Это означает, что мы теряем около 50 миллионов клеток каждый день.Необходимо заменить множество клеток кожи, поэтому деление клеток в клетках кожи очень важно. Другие клетки, например нервные и мозговые, делятся гораздо реже.

Как делятся клетки

В зависимости от типа клетки есть два пути деления клеток — митоз и мейоз. Каждый из этих методов деления клеток имеет свои особенности. Одно из ключевых различий в митозе заключается в том, что одна клетка делится на две клетки, которые являются точными копиями друг друга и имеют одинаковое количество хромосом.Этот тип деления клеток хорош для основного роста, ремонта и обслуживания. В мейозе клетка делится на четыре клетки, у которых половина хромосом. Уменьшение числа хромосом вдвое важно для полового размножения и обеспечивает генетическое разнообразие.

Митоз Клеточное деление

Митоз — это то, как делятся соматические или не репродуктивные клетки. Соматические клетки составляют большую часть тканей и органов вашего тела, включая кожу, мышцы, легкие, кишечник и волосковые клетки. Репродуктивные клетки (например, яйца) не являются соматическими клетками.

При митозе важно помнить, что каждая дочерняя клетка имеет те же хромосомы и ДНК, что и родительская клетка. Дочерние клетки митоза называются диплоидными клетками. Диплоидные клетки имеют два полных набора хромосом. Поскольку дочерние клетки имеют точные копии ДНК своих родительских клеток, в нормальных здоровых клетках посредством митоза не создается генетического разнообразия.

При делении митозных клеток образуются две генетически идентичные дочерние диплоидные клетки. Здесь показаны основные этапы митоза.(Изображение Mysid из Science Primer и Национального центра биотехнологической информации)

Митозный клеточный цикл

Перед тем, как клетка начинает делиться, она находится в «интерфазе». Кажется, что клетки должны постоянно делиться (помните, что в вашем теле каждый день происходит 2 триллиона клеточных делений), но на самом деле каждая клетка проводит большую часть своего времени в интерфазе. Интерфаза — это период, когда клетка готовится к делению и запуску клеточного цикла. За это время клетки накапливают питательные вещества и энергию.Родительская клетка также создает копию своей ДНК, чтобы поровну делиться между двумя дочерними клетками.

Процесс деления митоза включает несколько этапов или фаз клеточного цикла — интерфаза, профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза и цитокинез — для успешного создания новых диплоидных клеток.

Митозный клеточный цикл включает несколько фаз, в результате которых образуются две новые диплоидные дочерние клетки. Каждая фаза выделена здесь и показана с помощью светового микроскопа с флуоресценцией.Щелкните изображение, чтобы узнать больше о каждом этапе. (Изображение из колледжа OpenStax с измененной работой Марианы Руис Вильярреал, Роя ван Хишина и Центра Уодсворта.)

Когда клетка делится во время митоза, некоторые органеллы разделяются между двумя дочерними клетками. Например, митохондрии способны расти и делиться во время интерфазы, поэтому каждая дочерняя клетка имеет достаточно митохондрий. Однако аппарат Гольджи разрушается перед митозом и снова собирается в каждой из новых дочерних клеток.Многие особенности того, что происходит с органеллами до, во время и после деления клеток, в настоящее время исследуются. (Вы можете узнать больше о частях клеток и органеллах, щелкнув здесь.)

Мейоз Отделение клеток

Мейоз — это другой основной способ деления клеток. Мейоз — это деление клеток, при котором образуются половые клетки, такие как женские яйцеклетки или мужские сперматозоиды. Что важно помнить о мейозе? В мейозе каждая новая клетка содержит уникальный набор генетической информации. После мейоза сперматозоиды и яйцеклетки могут объединиться, чтобы создать новый организм.

Мейоз — причина генетического разнообразия всех организмов, размножающихся половым путем. Во время мейоза небольшая часть каждой хромосомы отрывается и присоединяется к другой хромосоме. Этот процесс называется «кроссинговером» или «генетической рекомбинацией». Генетическая рекомбинация — это причина, по которой полные братья и сестры, сделанные из яйцеклеток и сперматозоидов от одних и тех же двух родителей, могут сильно отличаться друг от друга.

В клеточном цикле мейоза есть две основные стадии деления — мейоз I и мейоз II.Конечным результатом мейоза являются четыре гаплоидные дочерние клетки, каждая из которых содержит различную генетическую информацию друг от друга и от родительской клетки. Щелкните для получения более подробной информации. (Изображение из Science Primer из Национального центра биотехнологической информации.)

Клеточный цикл мейоза

Мейоз имеет два цикла деления клеток, которые обычно называют мейозом I и мейозом II. Мейоз I уменьшает вдвое количество хромосом, а также происходит кроссинговер. Meiosis II вдвое уменьшает количество генетической информации в каждой хромосоме каждой клетки.Конечным результатом являются четыре дочерние клетки, называемые гаплоидными клетками. Гаплоидные клетки имеют только один набор хромосом — половину числа хромосом по сравнению с родительской клеткой.

Перед началом мейоза I клетка проходит через интерфазу. Как и в митозе, родительская клетка использует это время для подготовки к делению клетки, собирая питательные вещества и энергию и делая копию своей ДНК. На следующих стадиях мейоза эта ДНК будет переключаться во время генетической рекомбинации, а затем делиться между четырьмя гаплоидными клетками.

Итак, помните, что митоз помогает нам расти, а мейоз — вот почему мы все уникальны!

Каталожные номера:

Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Анна. Оценка количества клеток в организме человека. Получено 14 марта 2014 г. с сайта https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.

Видео исходных клеток животных и клеток E. Coli из Национального института генетики через Викимедиа.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv

отделов — биология | Наше управление

Кто мы?


Отделение биологии Председатель: Лэнс Бартон, Колледж Остина

Отделение биологии Совета по исследованиям бакалавриата предоставляет сетевые возможности, мероприятия и ресурсы для помощи администраторам биологии, преподавателям, студентам, практикам, наставникам и другим лицам в продвижении. бакалавриат.

Деятельность отдела


Отдел биологии Совета бакалавриата поддерживает исследования в области биологии. Чтобы поддержать эту деятельность, подразделение предоставляет возможности для взаимодействия, мероприятия и ресурсы для преподавателей, студентов и других. Некоторые из активных ресурсов представлены ниже:

  • Награды наставников по биологии
    • Отделение биологии CUR предлагает ежегодную награду наставникам-биологам за их многолетние усилия по руководству студентами бакалавриата (UGR).Лица, желающие получить эту награду, должны быть членами отдела биологии CUR или учреждением CUR. Преподаватели, занимающиеся междисциплинарными проектами, приглашаются к подаче заявок, если эти проекты включают основной биологический компонент.
  • Заявка на получение малых грантов от отдела биологии
    • Отдел биологии рад объявить об ограниченном количестве грантов на исследовательские материалы, до 250 долларов каждый, для членов Отдела биологии. Эти награды предназначены специально для проектов со студентами, в которых небольшой грант будет иметь большое значение.Премиальные средства будут предоставлены в виде стипендии, и их не нужно использовать в течение этого финансового года. Получатели награды должны выразить признательность CUR за поддержку своих исследований в публикациях и презентациях работ, полученных в результате такой поддержки.
  • Служба предварительного просмотра грантов
    • Опытные члены отдела (волонтеры) прочитают черновики или почти завершенные исследовательские предложения и предоставят ценные отзывы перед окончательной отправкой. Пожалуйста, обратитесь к советнику подразделения Карен К.Resendes для получения дополнительной информации.
  • МИРИК
    • Наставничество Отделения биологии по интеграции исследований в учебный класс вдохновлено аналогичным проектом, разработанным Американским обществом клеточной биологии (ASCB) как способ предоставить новым и будущим преподавателям возможность получения долгосрочных возможностей наставничества. в методах активного обучения, как это предусмотрено в документе AAAS Vision and Change 2011 года.

Отдел генетики и молекулярной, клеточной биологии и биологии развития

Отдел поддерживает исследования, направленные на понимание структуры и функций клеток и клеточных компонентов, а также клеточных и молекулярных механизмов, лежащих в основе наследования, экспрессии генов и развития.В большинстве случаев исследования, общей целью которых является получение знаний о конкретном органе или системе органов или патофизиологии, лечении или излечении определенного заболевания или состояния, не поддерживаются GMCDB.

Области исследований, которые NIGMS поддерживает в этом подразделении, и имена контактных лиц указаны на Страница контактов по направлениям исследований. Список всех сотрудников GMCDB и ссылки на их биографические очерки см. Страница контактов сотрудников отдела.

Подразделение состоит из трех отделений:

Отделение клеточной биологии

Это отделение поддерживает исследования на молекулярной основе клеточных функций в широком диапазоне типов клеток и исследуемых организмов.Темы исследований включают:

  • плазменные и внутриклеточные мембранные системы и функции
  • процессинг белков, мембранный транспорт и внутриклеточный транспорт
  • клеточные аспекты сворачивания белка
  • биогенез, наследование и динамика органелл
  • деление клеток
  • структура цитоскелета и функция
  • клеточная организация, подвижность и механика
  • клеточная адгезия и передача сигналов
  • межклеточные соединения и взаимодействия
  • механизмы клеточной гибели
  • клеточные сигналы при росте

ветвь развития и клеточных процессов

Это Branch поддерживает исследования генетических и биохимических путей, которые клетки используют в процессе развития и в нормальных физиологических процессах.Темы исследований включают:

  • биология стволовых клеток
  • генетика развития
  • сигнализация развития
  • генетика поведения и циркадная биология
  • структура хромосомы и эпигенетическая регуляция экспрессии генов
  • реакции на стресс и питательные вещества
  • микробиом, биопленки и чувствительность кворума
  • реакция организма на окружающую среду

Отделение генетических механизмов

Эта ветвь поддерживает исследования механизма и регуляции основных молекулярных процессов и взаимодействия между ними. эти процессы.Темы исследований включают:

  • метаболизм ДНК и РНК (т.е. репликация, модификация, процессинг и репарация)
  • сети регуляции транскрипции и генов
  • механизмы действия и функции кодирующей и некодирующей РНК
  • синтез белка
  • генетическая основа биологии человека
  • стабильность хромосом и генома

Наряду с исследовательской и исследовательской учебной деятельностью, подразделение поддерживает Репозиторий генетических клеток человека NIGMS, который поддерживает и распространяет среди ученых-исследователей клеточные линии и образцы ДНК людей с генетическими нарушениями и без них.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *