Cseh Zsófia és Szili Károly SZTE-ÁOK Orvosi Genetikai Intézet SEJTOSZTÓDÁS Cseh Zsófia és Szili Károly SZTE-ÁOK Orvosi Genetikai Intézet

A sejtciklus szakaszai

A sejtosztódás Önreprodukció: a sejtek alapvető képessége. Sejt növekedése, örökítőanyag megkettőzése, osztódása két leánysejtté. A folyamat ciklusként működik (utódsejtek is osztódásra képesek). Osztódások kb. szabályos időközökként következnek be. Jellemző: egysejtűek, soksejtűek.

Eukariota sejtek 2 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg a Földön. Osztódásuk elvben megegyezik a prokariótákéval, de annál bonyolultabb, pontosabban szabályozott folyamat. Gyakran osztódó és megjelenés után nem osztódó sejt- és szövettípusok.

Sejtosztódás Sejtosztódást megelőző folymatok: A sejt cytoplasmájának tömege és térfogata nő. A sejt térfogat- felület aránya eltolódik a térfogat irányába.

Sejtciklus A sejt életének egyik osztódási fázistól a másik osztódási fázisig tartó szakasza. A többsejtű élőlények sejtciklusait hosszabb-rövidebb interfázisok szakítják meg. Három típusa van: 1.) mitózis (=fonalas/számtartó) 2.) meiózis (=redukciós/számfelező) 3.) amitózis (alacsonyabbrendű élőlényeknél)

Sejtosztódás Emberek, állatok testi sejtjeire, növények ivarsejtjeire jellemző osztódási forma. Genetikai állomány lehet: diploid, haploid. Utódsejt kromoszómaszáma= kiinduló sejt kromoszómaszáma.

Sejtosztódás A mitózis szakaszai: Időtartamuk fajonként változik. G1 S

G1 fázis Sejt felkészítése az S fázisra Sok RNS és fehérje molekula szintetizálódik, ezekre főképp az S fázisban van szükség (fokozott igény). Gerinceseknél: 5 óra.

S fázis DNS replikáció Időtartama fajonként belül is sokféle lehet. Leghosszabb szakasz: 7 óra.

G2 fázis Újonnan szintetizálódott DNS molekulák szuperspiralizációja. Sejt felkészítése az M fázisra. Sok mRNS és fehérje molekula szinzézise. Osztódási szakasz: enzim, tubulin fehérjéből álló mikrotubulusra van szükség: szinézis ekkor. 3 óra. MPF (Mitózis Promotáló Faktor) indítja be a sejtosztódást.

M fázis Kromoszóma állományának egyenlő megoszlása a két leánysejt között. 1 óra.

Mitózis Az osztódás négy fő szakasza: Profázis Metafázis Anafázis Telofázis

I.Profázis A centriólum osztódik. Minden kromoszóma két leánykromatidból áll. A leánykromatidák centromerjeiknél kapcsolódnak, erősen megrövidülnek. A centriólum osztódik. Az osztódás termékei a sejtmaghártya felszínén a szemközti pólusokra vándorolnak. A sejtmagvacska és a sejtmaghártya felbomlik.

Metafázis Centriólum háromféle mikrotubulus szerveződését szabályozza: Poláris mikrotubulus: sejt egyenlítői síkjában átfednek. Átfedő részeken mechanoenzimek kapcsolódnak hozzájuk, összekapcsolják a mikrotubulusokat, s az ellenkező irányba tolják őket. Feladatuk: sejtközpontokat távol tartják egymástól.

Metafázis Kinetochor mikrotubulus: kinetochorhoz tapadnak, amit szendvicsszerűen elrendezett kinetochor fehérjék alkotnak. A kinetochor a centromerhez kapcsolódik. Egy kinetochorhoz 30-40 mikrotubulus tapad, kapcsolatot teremtve a kinetochor mikrotubulusok és a kromoszómák között. Leánykromatidák egyike az egyik, másika a másik sejtkp-ba futó kinetoch mikrotub-bal kapcs. A kinetochor motoros fehérjéken keresztük kapcsolódik a mikrotubulushoz (=mechanoenzimek: dineinek, kinezinek)

Metafázis Asztrális mikrotubulus: centroszómákból kisugározva tartják helyben a centroszómákat.

Metafázis

Anafázis A cenromerek elválnak egymástól, kromoszómák az ellentétes pólushoz vándorolnak (dinein). 20 ATP/ egy kromoszóma elszállítása.

Anafázis

Telofázis Befejeződik a mitózis. Újraalakul a sejtmagvacska és a sejtmaghártya. Szétszerelődik a mitotikus mikrotubulus apparátus. Két, az anyai sejttel genetikai értelemben azonos leánysejt képződik.

Telofázis

Meiózis Számfelező osztódás: két sejtosztódás, amelynek végén a diploid sejtekre jellemző kromoszómaszám megfeleződik. Minden homológ kromoszómából csak egy kerül a meiózis termékeként képződő ivarsejtbe. Ősivarsejt (diploid, mitotikus osztódás) =oo- és spermatogoniás sejtek. Első meiotikus osztódás: primer oociták és spermatociták. A primer oociták az első osztódás profázisában vesztegelnek a nemi érés kezdetéig. Hormonális hatásra folytatódik az osztódás, az első meiotikus osztódás befejeztével megindul a második meiotikus osztódás. Második meiotikus osztódást elkezdett sejtek: szekunder oocyták és spermatociták. A második meiotikus osztódás végén képződnek az ivarsejtek.

I. meiotikus osztódás Stádiumokra osztott: Profázis Metafázis Anafázis Leptotén Zigotén Pachitén Diplotén Metafázis Anafázis Telofázis

Profázis Homológ kromoszómák részei kicserélődnek: crossing over Leptotén Replikálódott kromoszómák tömörülnek, leánykromatidák szorosan összetapadnak. Zigotén Homológ kromoszómapárok két-két leánykromatidával párosodnak, szinaptonémás komplexet képeznek.

Profázis Pachitén Crossing over: Diplotén nem-leány kromatidák között Pontos Alapja: DNS fonalak törése és újraegyesülése Genetikai sokféleség pillére: szülői eredetű kromoszómarészek cseréjével tulajdonságok új kombinációi jelennek meg. Diplotén Homológ kromoszómák kezdenek elválni egymástól. Crossing over helyén a kromatidák X alakban rendeződnek el: kiazma. Sejtmaghártya szétesése megindul.

Metafázis Szétesik a maghártya és a sejtmagvacskák. Mikrotubulusok képződnek, kinetochorhoz kapcsolódnak. Homológ kromoszómák az ekvatoriális síkban helyezkednek el.

Anafázis Homológ kromoszómák egyike az egyik, másika a másik pólushoz kerül: véletlenszerű kombinációban az apai és anyai eredetű. A véletlenszerű kombináció a meiózis értelme: élőlények sokféleségének egyik pillére.

Telofázis Rövid ideig tart. Új sejtmaghártya képződik.

Interfázis Rövid. Nincs kromoszómakondenzáció és replikáció.

II. meiotikus osztódás Lényegében egy mitózis. Profázis II.: Pár perc, sejtmaghártya elbomlik. Metafázis II.: Kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el, kinetochor mikrotubulusokkal szorosan kapcsolódnak. Anafázis II.: Leánykromatidák elkülönülnek egymástól, mint önálló kromoszómák, a sejt ellentétes pólusaihoz vándorolnak.DNS haploid értéket vesz fel. Telofázis II.: 4 haploid sejt képződik. Újraképződik a sejtmaghártya. Differenciálódás (petesejt és sarki test ill. spermium).