Raku jagunemine: rakutsükkel

Organismi kasv toimub rakkude arvu suurenemise tõttu jagunemise teel. Inimese kehas on rakkude jagunemise peamised meetodid mitoos ja meioos. Nende rakkude jagunemise meetodite käigus toimuvad protsessid kulgevad samamoodi, kuid viivad erinevate tulemusteni.

Mitootiline rakkude jagunemine (mitoos) viib rakkude arvu suurenemiseni ja organismi kasvuni. See meetod tagab rakkude uuenemise, kui nad kuluvad või surevad. Praegu on teada, et epidermise rakud elavad 10-30 päeva, erütrotsüüdid - kuni 4-5 kuud. Närvi- ja lihasrakud (kiud) elavad kogu inimese elu.

Kõik rakud läbivad paljunemise (jagunemise) ajal muutusi, mis sobivad rakutsükli raamistikku. Rakutsükkel on nimetus protsessidele, mis toimuvad rakus jagunemisest jagunemiseni või jagunemisest kuni raku surmani (surm). Rakutsükkel eristab raku ettevalmistamist jagunemiseks (interfaas) ja mitoosi (raku jagunemise protsess).

Ligikaudu 20–30 tundi kestvas interfaasis suureneb biosünteesiprotsesside kiirus ja organellide arv. Sel ajal kahekordistub raku ja kõigi selle struktuurikomponentide, sealhulgas tsentrioolide mass.

Toimub nukleiinhappemolekulide replikatsioon (kordumine, kahekordistamine). See on protsess, mille käigus edastatakse vanem-DNA-s talletatud geneetilist teavet selle täpse reprodutseerimise teel tütarrakkudes. Ema-DNA ahel toimib mallina tütar-DNA sünteesiks. Replikatsiooni tulemusel koosneb kumbki kahest tütar-DNA molekulist ühest vanast ja ühest uuest ahelast. Mitoosiks ettevalmistamise perioodil sünteesitakse rakus rakkude jagunemiseks vajalikud valgud. Interfaasi lõpuks on tuumas olev kromatiin kondenseerunud.

Mitoos (kreeka keelest mitos - niit) on periood, mil emarakk jaguneb kaheks tütarrakuks. Mitootiline rakkude jagunemine tagab rakustruktuuride, selle tuumaaine - kromatiini - ühtlase jaotumise kahe tütarraku vahel. Mitoosi kestus on 30 minutist kuni 3 tunnini. Mitoos jaguneb profaasiks, metafaasiks, anafaasiks ja telofaasiks.

Profaasis laguneb tuumake järk-järgult ja tsentrioolid lahknevad raku pooluste suunas. Tsentrioolide mikrotuubulid on suunatud ekvaatori poole ja ekvatoriaalses piirkonnas kattuvad nad üksteisega.

Metafaasis hävib tuumamembraan, kromosoomi niidid suunatakse poolustele, säilitades ühenduse raku ekvatoriaalse piirkonnaga. Endoplasmaatilise retiikulumi ja Golgi kompleksi struktuurid lagunevad väikesteks mullideks (vesikliteks), mis koos mitokondritega jaotuvad jaguneva raku mõlemasse poolde. Metafaasi lõpus hakkab iga kromosoom pikisuunalise lõhe abil jagunema kaheks uueks tütarkromosoomiks.

Anafaasis eralduvad kromosoomid üksteisest ja liiguvad raku pooluste suunas kiirusega kuni 0,5 μm/min. Anafaasi lõpus invagineerub plasmamembraan piki raku ekvaatorit risti selle pikiteljega, moodustades jagunemisvao.

Telofaasis raku poolustele lahknenud kromosoomid dekondenseeruvad, muutuvad kromatiiniks ja algab RNA transkriptsioon (tootmine). Moodustub tuumamembraan ja tuumakest ning kiiresti moodustuvad tulevaste tütarrakkude membraanstruktuurid. Raku pinnal, piki selle ekvaatorit, süveneb kitsenemine ja rakk jaguneb kaheks tütarrakuks.

Mitootilise jagunemise tõttu saavad tütarrakud ema omaga identse kromosoomikomplekti. Mitoos tagab geneetilise stabiilsuse, rakkude arvu suurenemise ja sellest tulenevalt organismi kasvu, samuti regeneratsiooniprotsessid.

Sugurakkudes täheldatakse meioosi (kreeka keelest meioos - reduktsioon). Nende rakkude jagunemise tulemusena moodustuvad uued rakud, millel on üks (haploidne) kromosoomikomplekt, mis on oluline geneetilise informatsiooni edasikandumiseks. Kui üks sugurakk ühineb vastassoost rakuga (viljastumise ajal), kahekordistub kromosoomikomplekt, muutub täielikuks, kahekordseks (diploidseks). Sugurakkude ühinemise järel tekkinud diploidses (binukleaarses) sügootis on kaks komplekti identseid (homoloogseid) kromosoome. Diploidse organismi (sügoodi) iga homoloogsete kromosoomide paar pärineb munaraku tuumast ja seemneraku tuumast.

Küpse organismi sugurakkude meioosi tagajärjel sisaldab iga tütarrakk ainult ühte kõigist algsete rakkude homoloogsete kromosoomide paaridest. See on võimalik, kuna meioosi ajal toimub ainult DNA replikatsioon ja kaks järjestikust tuumade jagunemist. Selle tulemusena moodustub ühest diploidsest rakust kaks haploidset rakku. Igas neis tütarrakkudes on poole vähem kromosoome (23) kui emaraku tuumas (46). Meioosi tagajärjel on haploidsetel sugurakkudel mitte ainult poole väiksem kromosoomide arv, vaid ka erinev geenide paigutus kromosoomides. Seega kannab uus organism mitte ainult oma vanemate omaduste summat, vaid ka oma (individuaalseid) tunnuseid.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]