Podziały
Przejawem metabolizmu są czynności życiowe organizmu:
-odżywianie-organizm musi zdobywać niezbędne do zycia pokarmy
-oddychanie-organizm musi dysponowac energia do przetwarzania pokarmow na wlasne zwiazki organiczne
-wydalanie-organzim musi usuwac tworzac się przy tej okazji szkodliwe, koncowe produkty przemiany materii
-wzorst-polega na zwiekszaniu rozmiarow organizmu i masy ciala.
-rozmnazanie- gwarantuje istnienie gatunku w czasie, stanowi najwaznijesza czynnosc zyciowa, której podporzadkowane są pozostale czynnosi zyciowe
Jadro komórkowe(1831)- Brown, pręciki trzykrotki. Jest to organellum znajdujace się w kazdej komorce eukariotycznej. WYJATEK: erytrocyty ssakow, zrogowaciale komorki naskorka, dojrzałe człony rurek sitowych.
-blona jadrowa-podwojna, wewnetrzna, gladka, zewnetrzna przechodzi w błone RE, poprzecinana porami
-jaderko-jedno lub kilka, nie posiada blony, zawiera RNA i bialka(polimeraza RNA)
-kariolimfa-sok jadrowy-koloid bialkowy, plynne srodowisko, w ktorym zanurzone są chromatyna i jaderko
-heterochromatyna-czesc chromosomu która pozostaje skondensowana podczas interfazy, tworzy chromocentra-pseudojaderka
-euchromatyna- spiralizacja zanika, część chromosomu która pecznieje
-rybosomy
-pory jadrowe
Budowa fibryli chromatynowych:
-DNA-ilosc stala dla gatunku
-histony-zasadowe bialka proste (arginina, lizyna)
-bialka niehistonowe- o roznym odczynie pH, rola reglulatorowa i stabilizujaca w chromosomach
-RNA (z wyjaykiem organelli autonomicznych)
Rola jadra komorkowego
-przechowywanie informacji zawartej w dna,
-jej powielanie w procesie podzialu komorki
-kontrolowanie calosci metabolizmu komorki dzieki kopiowaniu fragmentow dna
Stany jadra komorkowego
-jadro interfazowe-wystepuje w komorkach znajdujacych się między dwoma nastepujacycmi po sobie podzialami
-jadro mitotyczne- wystepuje w komorkach dzielacych się. Chromatyna przyjmuje postac coraz silniej skrecajacych się i grubiejacych nici, az do wytworzenia tworow zwanych chromosomami
-jadro metaboliczne-wystepuje w komorkach wyrosnietych, kieruje procesami przemiany materii
Chromosom- skaldnik jadra komorkowego
-ma zdolnosc odtwarzania i zachowania właściwości morfologicznych i fizjologicznych poprzez kolejne podzialy
Chromosom submetacentryczny:
-chromatyda
-centromer-miescje zlaczenia 2 chromatyda
-ramie krotkie i ramie dlugie
Chromosom-forma organizacji materialu genetycznego wewnatrz komorki
-chromosomy są najlepiej widoczne w metafazie podzialu komorkowego
*u prokariota- pojedyncza, kolista czateczka DNA
*u eukariota liniowa czasteczka DNA
-charakteryzuja je wyrazne zmiany strukturalne, zmiany wielkosci i ilosci chromosomow w komorce, zmiany ich struktury chemicznej
-zarowno u prokariotow i eukariotow chromosomy zubudowane są z kompleksu DNA i białek histonowych lub histonopodobnych (u prokariotów)
DNA + histony = kompleks nukleoproteidowy- podstawowa jednostka chromosomu
Locus- to miejsce na chromosomie gdzie zlokalizowany jest gen
.
Struktura chromosomu może ulec zmianom w wyniku mutacji.
Mutacje dotyczace bezposrednio chromosomów to aberracje chromosomowe lub mutacje genomowe.
Chromosomy dziela się na:
-autosomy- zawiadujace dziedziczeniem cech nie sprzezonych z płcia
-chromosomy plciowe, allosomy lub heterosomy- ich obecnosc przejawia się u konkretnej plci i w wielu przypadkach determinuje ja.
Liczba chromosomow może być rozna, od 1 pary az do 100, ale zazwyczaj wynosi kilka do kilkudziesiecu par.
Liczba autosomow jest cecha charakterystyczna gatunku, a jej fluktuacje prowadza do powstawania nowych gatunkow w procesie specjacji.
Komorki mogą być:
-haploidalne- zawierac pojedyncza kopie kazdego z autosomow oraz kopie autosomow wlasnej plci
-poliploidalne- zawierac zwielokrotniona liczbe chromosomowe.
U gatunkow rozmnazajacych się bezplciowo każda komorka organizmu ma ta sama liczbe chromosomow.
U gatunkow rozmnazajacych się plciowo wystepuja komorki zarowno haplo- jak i diploidalne
-komorki somatyczne- diploidalne
-gamety-haploidalne
Do powstania gamet dochodzi w wyniku mejozy.
Podzial komorek somatycznych zachodzi na drodze mitozy.
Rosliny lądowe- przemiana pokolen, pokolenie haploidalne wystepuje po pokoleniu diploidalnym, przewaznie roznia się fenotypowo.
Błonkówki- u których samice są dipliodalna a samce haploidalne
Ze względu na polozenie centromeru wyroznia się chromosomy:
-metacentryczne
-submetacentryczne
-akrocentryczne
-telocentryczne
Chromosomy czlowieka:
u czlowieka wystepuja:
-22 pary autosomow(ponumerowanych od najwiekszego do najmniejszego)
-1 para chromosomow plciowych(u kobiet XX u męzczyzn XY)
wszystkie ludzie chromosomy zostaly zsekwencjonowane w ramach projektu poznania ludzkiego genomu
mutacje genomowe powoduja zaburzena genetyczne lub zespoly chorobowe takie jak: zespol Downa I Inne
Kariotyp- zespol cech wyrozniacy dany garnitur chromosomowy. Kariotyp charakteryzuje osobnika, gatunek,rodzaj.
-liczba-stala morfologiczna charakterystyczna dla gatunku, na jej podstawie można okreslic filogeneze i pozycje systematyczna danego gatunku
-wzgledna dlugosc
-ksztalt-moze sluzyc do zidentyfikowania poszczegolnych garniturow
-zachowanie się
-budowa wewnetrzna
-inne cechy, np. kurczliwosc linearna, stopien spiralizacji-moga podlegac zmianom fizjologicznym
Charakterystytyka chromosomow w kariotypie:
-wskaznik centrometryczny- stosunek dlugosci ktorkiego ramenia do dlugoscia calego chromosomu
-proporcja ramion- proporcja pomiedzy dlugoscia ramienia ktorkiego i dlugiego.
Podzial komórki-proces zachodzacy u wszystkich zywych organizmow, w którym komorka macierzysta dzieli się na 2 lub więcej komorek potomnych:
-najpierw nastepuje podzial jadra komorkowego poprzez mitoze,mejoze lub amitoze
*amitoza- podzial bezposredni
*mitoza-kariokineza, podzial posredni- 2 komorki potomne, (2n)
*mejoza, podzial redukcyjny-4 komorki potmone, (1n)
-po podziale jadra- kariokineza, dzieli się cytoplazma- cytokineza
Podzial komorkowy jest jedna z faz cyklu komorkowego.
Mitoza- proces podzialu komorki, któremu towarzyszy precyzyjne rozdzielenie chromosomow do 2 komorek potomnych. W jego wyniku powstaja komorki które dysponuja materialem genetycznie identycznym z komorka rodzicielska.
Podzialy mitotyczne zachodza:
-w diploidalnych komorkach somatcznych i w ich rezultacie powstaja inne diploidalne komórki somatyczne
-w haploidalnych komorkach, w wyniku czego powstaja innye komorki haploidalne.
Podzialy mitotyczne nieustnnie zachodza w organizmie, prowadza do jego wzrostu i regnereacji
Główne fazy mitozy w komorkach eukariotycznch:
Profaza
-nastepuje kondensacja chromatyny
-chromosomy zaczynaja być widoczne
-ujawnia się struktura chromosomu
-chromatydy ulegaja pogrubieniu, widac centromer
-formuuje się wrzeciono podzialowe
-zanik jaderka
Metafaza
-rozpad błony jadrowej
-nastepuje przczepienie wrzeciona podzialowego do centromerow
-chromosomy ustawiaja się w plaszczyznie rownikowej komorki,tworzac plytke metafazowa
Anafaza
-nastepuje rozdzielenie chromatyd siostrznaych, powstaja chromosomy potomne(wlasciwy pocztaek)
-chromosomy potomne wedruja do przeciwleglych biegunow komrki
-podzial organelli na rowne zespoly
Telofaza
-wokol skupisk chromosomow powstaje blona jadrowa-podwojna
-wyodrebniaja się jadra potomne(identyczne z jadrem rodzicielskim)
-chromosomy ulegaja despirazlizacji do chromayny
-dochodzi do cytokinezy(czasai proces ten dokonuje się już w anafazie)
Mejoza (R!)- prosces podzialu komorki wystepujacy u organizmow rozmnazajacych się plciowo. Polega na podziale komorki diploidalnej w wyniku którego powstaja 4 komorki haploidalne. Podzialowi mejotycznemu ulegaja komorki macierzyste gamet i zarodnikow(nie zas same gamety i zarodniki).
U Protista:
-mejoza pregamiczna- poprzedzajaca powstanie gamety-haploidalne
-mejoza postgamiczna-nastepujac po powstaniu gamety-haploidalne
Pomiedzy chromatydami skoniungowanych chromosomow nastepuje wymiana krotkich odcinkow DNA- crossing over
Profaza I -wyksztalcenie się wrzeciona podzialowego, kondensacja chromatyny do chromosomow jest dluga, składa się z 5 stadiow:
-leptoten-z chromatyny wyodrebniaja się dwuchromatydowe chromosomy ten-chromosomy homologiczne ukladaja się w pary (koniuguja się ze soba tworzac biwalenty, zwane także tetradami)
-pachyten-chromosomy skrecaja się i grubieja; zachodzi crossing over
-diploten-pary chromatyd chromosomow siostrzanych rozchodza się, ale pozostaja zlaczone w punktach zwanych chiazmami
-diakineza-zanika otoczka jadrowa i jaderka, zachodzi max. spiralizacja chromosomow w biwalentach, tworza się wlokna wrzeciona kariokinetycznego, chromosomy homologiczne polaczone są chiazmami
Metafaza I- wlokiena wrzeciona podzialowego przylaczaja się do centromerow i ukladaja biwalenty w plaszczyznie srodkowej komorki, skrecanie wlokienek wrzeciona podzialowego prowadzi do rozerwania biwalentow
Anafaza I- rozejscie się chromosomow homologicznych do przeciwleglych biegunow wrzeciona podzialowego(kariokinetycznego). Zachodzi redukcja liczby chromosomow.
Telofaza I
-zanikniecie wrzeciona, odtworzanie otoczki jadrowej, powstanie 2 jader potomnych(redukacja materiału genetycznego w stosunku do komorki macierzystej).
Profaza II- kondensacja chromatyny do chromoosomow, zanikanie otoczki jadrowej, formowanie wrzeciona
Metafaza II- ukladanie chromosomow w plaszczyznie rownikowej
Anafaza II- wrzeciono podzialowe kurczy się, centromery pekaja czego skutkiem jest oddzielenie się chromatyd
Telofaza II- odtworzenie otoczki jadrowej w okolo skupisk chromosomow potomnych- wyodrebinie się jader potomnych, despiralizacja chromosomow do chromatyny
Cytokineza
Znaczenie mejozy:
-powstaje komorka o zredukowanej liczbie chromosomow, dzieki czemu w procesie zapolodnienia zostaje odtworzona diploidalna komorka
-komorki haploidalne powstajace po podziale posiadaja nowe kombinacje genow:
*do jader potmonych wedruja przypadkowe chromosomy sposrod chromosomow homologicznych (anafaza I)
*nastepuje również losowa wymiana czesci chromatyd chromosomow homoloogicznych pochodzacych od obojga rodzicow (crossing over)
Cykl komorkowy:
-narodziny, życie, rozmnazanie, starosc, smierc-to etapy przez które przechodzi kazda zywa istota
-w przypadku komorek sytuacja jest bardziej skompliowana: życie komorek można podzielic na wiele powtarzajacych się okresow
-kazdy taki okres to jeden cykl komorkowy (inaczej cykl zyciowy komorki)
Pojedynczy cykl komorkowy:
-faza G1-wysoka aktywnosc metaboliczna, transkrypcja i translacja roznych bialek, wzrost komorki-komorka wykonuje zadania, do których zostala powolana i przygotowuje się do skopiowania swojego materialu genetycznego, reperacja DNA
-faza S -synteza- replikacja DNA
-faza G2-koncowe przygotowania do podzialu, transkrypcja i traslacja bialek niiezbednych do prawidlowego zakonczenia podzialu (m.in. tubuliny)
-faza M- mitoza- podzial w ktorym powstaja 2 komorki potomne o tej samej liczbie chromosomowe
-obie komorki powstajace podczas mitozy wchodza w faze g1 i cykl komorkowy zaczyna się od nowa.