Rakutuuma jagunemine

sissejuhatus

Enamik keha kudesid uuenevad pidevalt. See uuenemine saavutatakse uute rakkude pideva moodustamise kaudu. See uus moodustis saavutatakse rakkude jagunemisega. See rakkude jagunemine nõuab, et rakud oleksid võimelised jagunema. Rakke, mis võivad täiskasvanutel jagada, nimetatakse täiskasvanute tüvirakkudeks. Raku tegelikule jagunemisele, mida nimetatakse ka tsütokineesiks, eelneb rakutuuma jagunemine. Suurem osa rakutuumast sisaldab DNA-d. DNA sisaldab geneetilist teavet. Nii et saadud rakud sisaldavad kogu teavet, kahekordistatakse sisalduv DNA enne rakutuuma jagunemist. Rakutuuma jagamise protsessi nimetatakse ka mitoosiks.

Tuumajaotuse protsess

Rakutuuma jagunemine toimub viies faasis. Nende 5 faasi lõpus on ühe tuuma asemel kaks täisfunktsionaalset ja identset rakutuuma. Tuuma jagunemise mõistmiseks on oluline, et DNA oleks organiseeritud kromosoomidesse. Kogu inimeste ja loomade geneetiline teave on jagatud mitmeks kromosoomiks. Inimestel on kogu keha rakkudes, välja arvatud muna- ja seemnerakkudes, 2 koopiat kogu geneetilisest teabest. Üks eksemplar emalt ja üks isalt.

Üldiselt jaguneb rakutuumas olev DNA 46 kromosoomiks. Mitoosile eelneb geneetilise teabe dubleerimine nn rakutsüklis, see tähendab raku elutsüklis. Enne dubleerimist esinevad kromosoomid ühekromatiliste kromosoomidena, pärast dubleerimist kahekromaatiliste kromosoomidena. Pärast rakutuumade jagunemist on taas üksikud kromatiidsed kromosoomid. See peaks selgeks tegema, et geneetiline teave kahekordistatakse enne rakutuuma jagunemist ja teave ei kao.

Rakutuuma jagunemine algab kromosoomide tihedamast pakkimisest. Tegelikult on need rakutuumas sorteerimata. Selle kondenseerumise kaudu saab üksikud kromosoomid valguse mikroskoobi all ära tunda, mis pole eelnevalt võimalik, kuna kromosoomid on varem sorteerimata ja täidavad rakutuuma. Samal ajal laguneb rakutuumi ümbritsev kest. Seejärel paigutatakse kromosoomid spindli aparaadi abil jooneks. Spindli aparaat koosneb valgu struktuuridest, mis on paigutatud niitidena - mikrotuubuliteks. Need valgu struktuurid võivad kromosoome liigutada ja paigutada need järgmiste sammude jaoks tasapinnale. Nüüd, kui kromosoomid on õigesti paigutatud, tõmmatakse spindli aparaadiga kaks identset kromatiidi lahku. Nii et nüüd on taas tekkinud ühekromaatsed kromosoomid. Lõpuks ehitatakse rakutuuma kest uuesti üles ja seal on kaks ühesugust rakutuuma. Seejärel rakk jaguneb ja rakutuumad jaotuvad kahe äsja tekkiva raku vahel. Kuid see protsess ei kuulu rakutuuma jagunemisse, vaid on eraldi samm ja seda nimetatakse rakkude jagunemiseks või tsütokineesiks.

Rakutuuma jagunemise faasid

Rakutuuma jagunemise võib jagada viieks faasiks. Faase nimetatakse propaasiks, prometafaasiks, metafaasiks, anafaasiks ja telofaasiks.

Esimeses faasis toimub profaas, peamiselt kromosoomide kondenseerumine. Enne seda faasi ei saa üksikuid kromosoome üksteisest valguse mikroskoobi all eristada. Ainult kondenseerunud olekus muutuvad nad nähtavaks üksikute kromosoomidena. Lisaks kondenseerumisele algab südamikku ümbritseva kesta lagunemine.

Järgmises faasis, prometa faasis, laguneb tuumaümbris täielikult ja areneb ka spindli aparaat.

Spindli aparaat muutub oluliseks järgnevas faasis, metafaasis. Selles faasis sorteeritakse kromosoomid.

Järgmist faasi nimetatakse anafaasiks. Selles eraldatakse kromosoomid nii, et tekiks 2 identset tütarkromosoomi. Lisaks liiguvad saadud kromosoomid üksteisest lahku.

Mitoosi viimane faas on telofaas, mille käigus tuuma ümbrised taastatakse. Lisaks on kromosoomide kondenseerumine vastupidine. Telofaasi lõpus on kaks funktsionaalset rakutuuma.

See teema võib teile ka huvi pakkuda: Rakutuuma funktsioonid

Miks toimub tuumade jagunemine?

Tuumajaotus on vajalik rakkude loomiseks kudedele, mis pidevalt uuenevad. Keha võime toimida ja paraneda põhineb sellel, et surnud rakud saab asendada uutega. Erinevate kudede vahel jagunemisvõimes on siiski erinevusi. Mõni kehaosa uueneb pidevalt, sealhulgas nahk või limaskestad ja vererakud. Nahk ja vererakud paljunevad pidevalt, kui ebaküpsed eellasrakud jagunevad. Selleks on vajalik rakutuuma jagunemine. Kuid kehas on ka organeid, mille rakud enam ei jagune. See hõlmab südant ja aju. Kuna siin uusi rakke ei reprodutseerita, saab kahjustuse asendada ainult armkoega, mitte algse koega.

Kui kaua võtab rakutuuma jagunemine aega?

Rakutuuma jagunemise kestus on kõigi rakutüüpide jaoks erinev. Sõltuvalt sellest, kas rakud jagunevad kiiresti või aeglaselt. Mitoos võib kesta paar minutit, kuid on rakke, kus mitoos võtab mitu tundi. Rakutuum jaguneb kõige kiiremini elundites, kus pidevalt moodustuvad uued rakud. See hõlmab nahka, limaskesta ja luuüdi. Vere moodustumine toimub luuüdis. Seega peab rakutuuma jagunemine siin toimuma eriti kiiresti.

Kui tihti rakutuumad jagunevad?

Rakutuumade jagunemiste sagedus sõltub peamiselt sellest, kui kiiresti rakud jagunevad. Rakkude jagunemine toimub sagedamini kiiresti jagunevates rakkudes. Aeglaselt jagunevates rakkudes on vastavalt väiksem rakkude tuumade jagunemiste arv. Oluline on märkida, et kehas on rakke, mis enam ei jagu. Neid rakke nimetatakse diferentseeritud rakkudeks. Need surevad lõpuks ära ja tuleb välja vahetada. See on eellasrakkude funktsioon. Nad saavad endiselt jagada ja seejärel osaliselt diferentseerunud rakkudeks, mis omakorda ei saa enam jagada.

Mis juhtub, kui rakutuum jaguneb valesti?

Rakutsüklis on mitu kontrollpunkti, mis on ette nähtud rakkude jagunemisel vigade tekkimise vältimiseks. Need kontrollpunktid asuvad erinevates punktides, kus toimuvad kriitilised protsessid. Tuuma jagunemise kõige kriitilisem faas on kromosoomide eraldamine. Kui siin tekib viga, võib tekkida kaks erinevat kromosoomi. Saadud rakk oleks defektne ja võiks areneda kasvajarakk. Mitoosi kontrollpunkt asub metafaasis - faasis, milles kromosoomid paiknevad järjest. Kontrollpunkti tööpõhimõte on see, et järgmine samm algab alles siis, kui kõik kromosoomid on korralikult paigutatud. Vea ilmnemisel peatatakse parimal juhul mitoos ja rakutuum murdub.

Kuid võib juhtuda, et selles kontrollpunktis ilmnevad vead. Kui tekivad erineva kromosoomisisaldusega rakutuumad, võivad rakud kas keha hävitada või arenevad rakud suurema degeneratsiooniriskiga.

See võib teile ka huvi pakkuda: Kromosoomimutatsioon

Kuidas kasvaja areneb?

Sõna kasvaja tähendab sõna otseses mõttes turset ja selle võivad käivitada mitmesugused protsessid. Turse levinum põhjus on põletik, mis põhjustab liigse veepeetuse tõttu tekkivat turset. Rakkude kontrollimata paljunemisest põhjustatud kasvajat nimetatakse ka neoplasmaks. Neoplaasia vorme, mis tekivad erinevatest rakkudest, on palju. Üldiselt tulenevad neoplasmid kontrolli kaotamisest raku kasvu ja jagunemise üle. Rakud sisaldavad erinevaid valke, mis tagavad, et rakk ei kasva kontrolli alt väljas. Nende valkude funktsiooni saab piirata muutustega geenides, mis on nende valkude malliks. See kontrollfunktsiooni kadumine viib kontrollimatu kasvu ja degenereerunud rakkudeni.

Lisateave selle kohta: kasvaja