Sejtosztódások

Mitózis és meiózis felfedezése* Walter Flemming 1882-ben felfedezte a kromoszómákat Flemming rajzai szalamandra sejtek osztódásáról (mitózis). 1887-ben Eduard van Beneden felfedezte, hogy minden fajnak állandó kromoszóma száma van, és az ivarsejtek rendhagyó - szám felező - osztódást mutatnak. *nem tananyag

A sejtciklus G1 + S + G2 = interfázis, a működő sejtek alapállapota. S = szintézis fázis, a teljes DNS tartalom (ezáltal minden kromoszóma) megkettőződése. G1 és G2 = nyugalmi (működő) állapot, a kromoszómák nem láthatók mikroszkóppal. Nem osztódó sejtek tartósan a G1 fázisban maradnak.G2 szakasz általában rövidebb, mint a G1 vagy az S szakasz. M = mitózis, sejtosztódás miközben a megkettőződött kromatidák szétválnak. egyetlen jelképes kromoszóma két állapota

A mitózis (számtartó sejtosztódás) A mitózis a szomatikus (testi) sejtek osztódási módja, de így keletkeznek a növények ivarsejtjei is a haploid anyasejtekből. Genetikailag azonos sejteket eredményez. Minden mitozis után két leánysejt keletkezik, amik genetikailag azonosak egymással és az anyasejttel. Genetikai szempontból legfontosabb eseménye az, hogy a két kromatidából álló megkettőződött kromoszómák az osztódás során szétválnak és a leánysejtekbe kerülnek. Az utódsejtekben tehát ismét egy kromatidából (egy DNS szálból) álló de változatlan kromoszóma számú kromoszóma készlet található. A mitózis a citológiailag megfigyelhető események alapján négy egymást követő szakaszra bontható: 1., Előszakasz 2., Középsz. 3., Utósz. 4., Végsz.

A mitózis fázisai

Mitózis előszakasz (profázis) A kromoszómák láthatóvá válnak (spiralizálódás). A kromoszómák két kromatidából állnak és a testvér kromatidákat centromerek tartják össze. A kettéosztódott sejtközpont a sejt két pólusára vándorol. Megkezdődik a magorsó kialakulása. A magmembrán és a magvacska lebomlik.

Mitózis középszakasz (metafázis) Osztódási orsó alakul ki. Az orsó mikrotubulusok rendszere, amely pólus és húzófonalakból áll. Az orsó húzófonalai a kromoszómákhoz tapadnak. A kromoszómák az egyenlítői síkba rendeződnek.

Mitózis végszakasz (anafázis) A kromatidák elválnak egymástól. Amagorsó húzófonalai a megrövidülnek és ennek következtében a kromatidák a centromerüknél fogva a pólusok felé vándorolnak.

Mitózis végszakasz (telofázis) A kromoszómák szerkezete fellazul (despiralizálódás). Az osztódási orsó eltűnik. Újraalakul a sejtmaghártya A sejt citoplazmája is kettéosztódik.

Egy AaBb kettős heterozigóta mitózisának eseményei genetikai szempontból interfázis A két leánysejt kromoszóma összetétele - és genetikai összetétele - egyenértékű egymással és az anyasejttel.

A magorsó működése A mitózis egyik kulcslépése az, amikor a húzófonalak (mikrotubulusok) a kromoszómákat kromatidákra bontják szét. De hogyan történik ez a "széthúzás"? Mindenekelőtt szükség van a sejtben olyan régióra, amely a mikrotubulusok kialakításáért felelős. Ez a sejt két pólusán elhelyezkedő sejtközpont (illetve az ott működő enzimek). A mikrotubulusok felépülése a sejtközpontból indul ki úgy, hogy apró fehérjegömböcskék (tubulinmolekulák) csövekké kapcsolódnak össze. A mikrotubulusok másikvége vagy a kromoszómák centroméráján lévő ún. kinetochor területhez csatlakozik (ezek a húzófonalak) vagy pedig nem kromoszómához kötődik, hanem egy másik mikrotubulushoz (ezek az ún. poláris mikrotubulusok, pólus fonalak), illetve haladhat csillagszerűen a periféria felé (asztrális mikrotubulusok). A húzás úgy történik, hogy a kromoszóma kinetochor területén egy enzim lebontogatja a tubulinmolekulákat, a mikrotubulus így egyre rövidebb lesz, a kromatidák emiatt a sejt pólusai felé mozdulnak el. A poláris mikrotubulusok pedig egymáson elcsúszva távolabb tolják a két sejtközpontot egymástól, segítve ezzel a sejt kettéosztódását.

sejtközpont

A meiózis (redukciós vagy számfelező sejtosztódás) A meiózis a gaméták (állatok) és a spórák (növények) termelésére specializálódott sejtek osztódás típusa. A meiózis lényegében két főszakaszból áll. A meiózis során egyetlen anyasejtből 4 utódsejt (tetrád) keletkezik. Az utódsejtek kromoszóma száma - ezáltal genetikai információ tartalma - pontosan fele az anyasejtének. A négy utódsejt információ tartalma egymástól különböző. A meiózis legfontosabb genetikai vonatkozása az, hogy az első osztódási szakaszban a homológ kromoszómák szétválnak egymástól és külön utódsejtbe kerülnek, mialatt a testvér kromatidák együtt maradnak. Ez a szakasz felezi a kromoszómaszámot (de az így keletkező sejtek DNS tartalma egy diploid sejt DNS tartalmának felel meg – megkettőződött DNS állományú haploid sejtek). A második osztódási szakaszban a testvér kromatidák válnak szét egymástól, így az utódsejtek egy DNS szálból álló de az anyasejthez képest fele kromoszóma számú kromoszóma készlettel rendelkeznek.Ez a szakasz egy haploid sejt meiózisának felel meg.

MEIÓZIS előszakasz előszakasz előszakasz előszakasz előszakasz

I. Főszakasz előszakasza (Profázis I.) Megkezdődik a kromoszómák spiralizációja és a kromoszómák hosszú vékony fonalként láthatóvá válnak. Homológ kromoszómák hosszuk mentén párokat képeznek, így egy koplexet 4db kromatida alkot (minden sejtben n számú komplex van). Rekombináció történik: a párokban lévő apai és anyai eredetű homológok kromatidjai átkeresztezik egymást (kiazmák, átkereszteződési pontok jelennek meg). Az átkereszteződés a crossing over citológiai megjelenése. A crossing over során a homológ kromo- szóma részek kicserélődnek. A folymatot génkicserélődésnek, allélkicserélődésnek, rekombinációnak is nevezik.

A crossing over szerkezete* szinapszis (kapcsolat) Ez a DNS-fehérje komplex biztosítja a homológok precíz párosodását, ami lehetőséget biztosít a homológok közötti átkereszteződések (kiazmák) létrejöttéhez. *nem tananyag

Rekombináció

Az előszakasz végén a kromoszómák tovább rövidülnek, a maghártya eltűnik. Középszakasz I (Metafázis I) - a homológok az egyenlítői síkban rendeződnek, a centromerek NEM osztódnak, a homológok centromerei ellenkező pólushoz tartozó húzó fonalakhoz tapadnak Utószakasz I (Anafázis I) - a homológ párok tagjai az ellenkező pólusra jutnak Telofázis I Metafázis I Anafázis I

Végszakasz I (Telofázis I) - fajonként változó vagy rögtön folytatódik a 2. osztódás, vagy kialakulhat a magmembrán, sőt a sejtmembrán is, de soha nincs DNS szintézis. Az első osztódás redukciós, mert a kromoszómák számát a felére, a haploid számra (n) csökkenti az utódsejtekben. Előszakasz II (Profázis II) - megrövidült, haploid kromoszómaszámot mutató kromoszómák látszanak. Középszakasz II (Metafázis II) - a kromoszómák az egyenlítői síkba rendeződnek. A kromatidok szétválnak.

Utószakasz II (Anafázis II) - A cetromerek elhasadnak, a húzófonalak az ellentétes pólusokra viszik a kromatidákat. Végszakasz II (Telofázis II) - Kialakul a magmambrán és a sejthártya. Létrejön a négy haploid sejt. Metafázis II Anafázis II Telofázis II

AaBb genotípus meiózisának eseményei genetikai szempontból A meiótikus termékek genetikai információ tartalma nem azonos két azonos valószínúségű orientáció

Diploid sejtek mitózisának és a meiózisának összehasonlítása a/a+ mitózisa replikáció S fázisban kromatidák válnak szét n a/a+ meiózisa 2n 2n n kromatidák válnak szét n replikáció S fázisban kromoszómák válnak szét n