- Жасушаның бөліну процесі қалай жүреді? Метоз бен мейоз деген не және олардың қандай маңызы бар?
Жасушалардың бөлінуі тірі табиғаттағы маңызды процестерді қамтамасыз етеді:
- бір клеткалы организмдердің көбеюі;
- көп жасушалы организмдердің өсуі мен дамуы;
- тіндер мен органдардың үнемі жаңаруы;
- зақымданғаннан кейін тіндер мен мүшелерді қалпына келтіру.
Жасушаларды бөлудің төрт негізгі әдісі бар:
1. тікелей екілік бөлім;
2. амитоз;
3. митоз;
4. мейоз.
Тура екілік бөліну прокариоттарға (бактериялар мен цианобактерияларға) тән.
Бактерия жасушасында бір дөңгелек ДНҚ молекуласы болады. ДНҚ жасуша бөлінуіне дейін екі еселенеді. Алынған бірдей ДНҚ молекулалары цитоплазмалық мембранаға (CPM) бекітіледі. Бөліну кезінде CPM екі ДНҚ молекуласы арасында өсіп, жасушаны екіге бөледі. Әрбір жасушада бір ДНҚ молекуласы бар.
- Есіңде сақта!
Амитоз немесе тікелей бөліну - бұл ядроның тарылу арқылы бөлінуі, ол хромосомалардың спирилизациясыз жүреді.
Бұл бөлу орын алады:
1) белсенділігі төмен жоғары мамандандырылған жасушаларда (шеміршек клеткалары, көздің мүйіз қабығы, бауыр, тұқым эндоспермасы, жұмыртқа безі қабырғалары),
2) өлімге ұшыраған өсімдіктер мен жануарлардың деградацияланған жасушаларында.
Амитоз кезінде тек ядролық бөліну байқалады, ал цитоплазманың бөлінуі жүрмейді. Нәтижесінде көп ядролы жасушалар пайда болуы мүмкін. Егер цитоплазма бөлінсе, онда ДНҚ сияқты жасушалық компоненттердің таралуы ерікті түрде жүреді.
Амитоз — бұл ең аз энергия шығындарын ескере отырып, бөлудің ең үнемді әдісі.
Митоз — эукариоттық соматикалық жасушалардың жанама бөлінуі, нәтижесінде хромосома жиынтығы өзгеріссіз беріледі. Митоз организмдердің өсуіне, зақымдалған бөліктерінің қалпына келуіне және вегетативті көбеюіне негізделеді.
Мейоз — эукариотты жасушалардың бөлінуі, гаплоидты жасушалардың пайда болуына әкеледі, яғни хромосоманың жартысына азаюына алып келеді. Мейоз жануарларда гаметалар мен өсімдіктерде споралар түзуге әкеледі. Бұл жағдайда бір аналық диплоидты жасушадан хромосомалық жиынтығы әртүрлі төрт гаплоидты жасуша түзіледі.
- Есіңде сақта!
Жасуша (тіршілік) циклі - бұл жасушаның аналық жасушаның бөліну жолымен пайда болу сәтінен бастап өзінің бөлінуіне немесе өлуіне дейінгі тіршілік ету кезеңі.
Жасушалардың өмірлік циклі әр түрлі: бактериялар үшін — шамамен 20 минут. Дамудың алғашқы сатысында көп жасушалы организмдердің ұлпалық жасушалары жиі бөлінеді, содан кейін тіршілік циклдары ұзарады. Кейбір жасушалар жалпы бөліну қабілетін жоғалтады (нейрондар, линзалар жасушалары).
Жасушаның тіршілік циклі фазалық және бөлінуден тұрады.
- Есіңде сақта!
Интерфаза - бұл екі бөлінудің арасындағы жасушалық тіршілік ету кезеңі.
Интерфаза кезінде жасуша өз функцияларын орындайды және бөлінуге дайындалады. Ең маңызды процесс — ДНҚ-ның қайталануы (репликация).
ДНҚ молекуласы арнайы ферменттің көмегімен екі талшыққа айналады. Фермент комплементарлы азотты негіздер арасындағы сутектік байланыстарды бұзады.
ДНҚ тізбектері бөлінеді.
ДНҚ-полимераза ферменті ажыратылған ДНҚ тізбегінің әрбір нуклеотидіне комплементарлы нуклеотидті реттейді. Реттелетін нуклеотидтер бір-бірімен байланысты.
Нәтижесінде екі қос ДНҚ молекуласы пайда болады, олардың әрқайсысы түпнұсқа ДНҚ-ның дәл көшірмесі болып табылады.
Интерфазада сонымен қатар АТФ жинақталуы, органеллалар санының көбеюі, бөліну шпиндельін құруға қажетті заттардың синтезі жүреді.
- Есіңде сақта!
Митоз - бұл соматикалық эукариотты жасушалардың жанама бөліну процесі, нәтижесінде бір диплоидты аналық жасушадан хромосомалар жиынтығы бірдей екі еншілес жасушалар пайда болады.
Митозға жасушаның дайындалуы интерфазада жүреді: ДНҚ екі еселенеді, АТФ жинақталады, бөліну шпинделі ақуыздары синтезделеді.
Митоз екі процесті қамтиды: кариокинез (ядроның бөлінуі) және цитокинез (цитоплазманың бөлінуі).
Митоздың төрт фазасы бар: профаза, метафаза, анафаза және телофаза.
Бөлу схемаларында хромосомалардың гаплоидты жиынтығы n әрпімен, ал ДНҚ молекулалары (яғни хроматидтер) с әрпімен белгіленеді. Әріптер алдында гаплоидты жиынтықтардың саны көрсетіледі:
1n2с — екі еселенген хромосомалардың гаплоидты жиынтығы,
2n2с — дара хромосомалардың диплоидты жиынтығы,
2n4с — қосарланған хромосомалардың диплоидты жиынтығы.
Мысал:
адам жасушаларында гаплоидты жиынтық 23 хромосомадан тұрады. Бұл дегеніміз 2n2с белгісі 46 хромосома мен 46 хроматиданы, ал 2n4с — 46 хромосома мен 92 хроматиданы және т.б.
Профаза
Ядрода ДНҚ молекулалары қысқарады және бұралып (спиральданып) ықшам хромосомалар түзеді.
Әрбір хромосома центромерамен байланысқан екі ДНҚ молекуласынан (екі хроматид) тұрады.
Ядролық қабық ыдырап жатыр.
Хромосомалар цитоплазмада ретсіз орналасқан.
Нуклеолдар еріген.
Бөлінудің шпинделі қалыптаса бастайды, оның кейбір жіпшелері хромосомалардың центромерлеріне жабысады.
Жануарлар клеткасында центриолдар екі еселеніп, әр түрлі бола бастайды.
Метафаза
Хромосомалар жасушаның экваторында орналасқан, метафазалық тақта түзеді.
Хроматидтер алғашқы тарылу аймағында шпиндельді жіптермен жалғасады.
Центриолдар жасушаның полюстерінде орналасқан.
Анафаза
Екі хроматидтен тұратын әрбір хромосома екі бірдей еншілес хромосомаларға бөлінеді.
Қызының хромосомалары шпиндельді жіпшелер арқылы жасушаның полюстеріне созылады.
Әр полюсте бірдей генетикалық материал бар.
Телофаза
Хромосомалар босатылады.
Хромосомалардың айналасында ядролық мембраналар пайда бола бастайды.
Ядрода ядрошық пайда болады.
Бөлінетін шпиндель жіптері жойылады.
Митоздың биологиялық маңызы
Митоз нәтижесінде генетикалық жағынан бірдей еншілес жасушалар аналық жасуша сияқты хромосомалар жиынтығымен түзіледі. Сабақтастық бірқатар жасушалық буындарда сақталады.
- Есіңде сақта!
Мейоз - жасушалардың бөліну әдісі, нәтижесінде бір диплоидты аналық жасушадан төрт гаплоидты еншілес жасушалар түзіледі.
Мейозға жасушалардың дайындалуы интерфазада жүреді: ДНҚ екі еселенеді, АТФ жинақталады, бөліну шпинделі ақуыздары синтезделеді.
Мейозға қатарынан екі бөлім жатады.
Мейоздың бірінші бөлінуі хромосома жиынтығының төмендеуіне алып келеді және редукция деп аталады. Ол төрт кезеңді қамтиды:
Профаза I
ДНҚ молекулаларының бұралуы және хромосомалардың түзілуі жүреді. Әрбір хромосома екі гомологиялық хроматидтен тұрады — 2n4c.
Гомологиялық (жұптасқан) хромосомалар бір-біріне жақындайды және бұралады, яғни хромосомалар конъюгацияланады.
Содан кейін гомологиялық хромосомалар алшақтай бастайды.
Бұл жағдайда қиылыстар қалыптасады және қиылысу пайда болады — гомологты хромосомалар арасындағы аймақ алмасу.
Ядролық қабық ериді.
Нуклеолдар жойылды.
Бөлінетін шпиндель қалыптасады.
Метафаза I
Хромосомалардың спирилизациясы максимумға жетеді.
Гомологиялық хромосомалардың жұптары (төрт хроматидалар) жасушаның экваторы бойымен тізбектеліп тұрады.
Метафаза табақшасы пайда болады.
Әрбір хромосома бөліну шпиндельінің жіпшелерімен байланысты.
Жасушаның хромосома жиынтығы 2n4c құрайды.
Анафаза I
Екі хроматидтен тұратын гомологиялық хромосомалар бір-бірінен тармақталады.
Бөлінетін шпиндель жіпшелері хромосомаларды жасушаның полюстеріне қарай созады.
Гомологиялық хромосомалардың әр жұбының біреуі ғана полюстерге жетеді.
Редукция жүреді — хромосомалар санының екі есе азаюы.
Жасушаның полюстерінде хромосомалардың гаплоидты жиынтығы, екі хроматидтен тұрады.
Анафазаның соңына қарай орнатылған хромосома: полюстерде — 1n2c, жасушада — 2n4c.
Телофаза I
Ядролар пайда болады.
Цитоплазма бөлінеді.
Хромосомалардың гаплоидты жиынтығымен екі жасуша түзіледі.
Әрбір хромосома екі хроматидтен тұрады.
Түзілген жасушалардың әрқайсысының хромосома жиынтығы 1n2c құрайды.
Қысқа уақыт өткеннен кейін мейоздың екінші бөлімі басталады. Қазіргі уақытта ДНҚ-ның қайталануы жоқ. Бірінші бөліну нәтижесінде пайда болған екі гаплоидты жасушалар бөлінеді.
Мейоздың маңызы
Мейоз нәтижесінде пайда болған жасушалар әртүрлі тірі организмдерді қамтамасыз ететін хромосома жиынтығымен ерекшеленеді.
Мейоз кезінде хромосома саны екі есе азаяды, бұл жыныстық көбею үшін қажет. Ұрықтану процесі зиготадағы хромосомалардың диплоидты жиынтығын қалпына келтіреді.
Қолданылған әдебиеттер:
- Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы. М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. — Алматы: Атамұра, 2009.
- Қасымбаева Т.,»Тіршіліктану»,10-11,2003,92 б.
- Оқушылардың қысқаша анықтамалығы. 5-11 сынып. Алматы. Алматыкітап баспасы, 2011.