Әр жасуша аналық жасушадан бөлінген кезде өз өмірін бастайды және өзінің енші жасушаларының пайда болуына мүмкіндік беріп, тіршілігін аяқтайды. Табиғат олардың құрылымына байланысты ядросын бөлудің бірнеше әдісін ұсынады.
Жасушаның бөліну әдістері
Ядролық бөліну жасуша түріне байланысты:
- Бинарлы бөліну (прокариоттарда кездеседі).
- Амитоз (тікелей бөліну).
- Митоз (эукариоттарда кездеседі).
- Мейоз (жыныс жасушаларының бөлінуіне арналған).
Ядролық бөліну түрлері табиғатпен анықталады және жасушаның құрылымына және макроорганизмде немесе өздігінен атқаратын қызметіне сәйкес келеді.
Екілік бөліну
Бұл түрі прокариот жасушаларында жиі кездеседі. Ол дөңгелек ДНҚ молекуласын екі еселеуден тұрады. Ядроның екілік бөлінуі осылай аталады, себебі аналық жасушадан бірдей өлшемді екі еншілес жасуша пайда болады.
Генетикалық материал (ДНҚ немесе РНҚ молекуласы) тиісті түрде дайындалғаннан кейін, яғни екі еселенгеннен кейін жасуша қабырғасынан басталады.көлденең перде түзіледі, ол бірте-бірте тарылып, жасуша цитоплазмасын шамамен бірдей екі бөлікке бөледі.
Екінші бөліну процесі бүршіктену немесе біркелкі емес екілік бөліну деп аталады. Бұл жағдайда жасуша қабырғасының орнында бірте-бірте өсетін шығыңқылық пайда болады. «Бүйрек» мен аналық жасушаның мөлшері тең болғаннан кейін олар бөлінеді. Ал жасуша қабырғасының бір бөлігі қайтадан синтезделеді.
Амитоз
Бұл ядролық бөліну жоғарыда сипатталғанға ұқсас, айырмашылығы генетикалық материалдың қайталануы жоқ. Бұл әдісті алғаш рет биолог Ремак сипаттаған. Бұл құбылыс патологиялық өзгерген жасушаларда (ісік дегенерация) кездеседі, сонымен қатар бауыр тінінің, шеміршектің және қасаң қабықтың физиологиялық нормасы болып табылады.
Ядроның бөліну процесі амитоз деп аталады, өйткені жасуша өз функцияларын сақтайды және митоз кезіндегідей оларды жоғалтпайды. Бұл бөлудің осы әдісімен жасушаларға тән патологиялық қасиеттерді түсіндіреді. Сонымен қатар, тікелей ядролық бөліну бөліну шпиндельсіз жүреді, сондықтан еншілес жасушаларда хроматин біркелкі таралмайды. Кейіннен мұндай жасушалар митоздық циклді пайдалана алмайды. Кейде амитоз көп ядролы жасушалардың пайда болуына әкеледі.
Митоз
Бұл жанама ядролық бөліну. Ол көбінесе эукариоттық жасушаларда кездеседі. Бұл процестің негізгі айырмашылығы аналық жасуша мен аналық жасушада хромосомалардың саны бірдей болады. Осының арқасындаденеде жасушалардың қажетті саны сақталады, сонымен қатар регенерация және өсу процестері мүмкін. Флемминг жануарлар жасушасындағы митозды бірінші рет сипаттады.
Бұл жағдайда ядроның бөліну процесі интерфазалық және тура митозға бөлінеді. Интерфаза – жасушаның бөліну арасындағы тыныштық күйі. Оны бірнеше кезеңге бөлуге болады:
1. Пресинтетикалық кезең - жасуша өседі, онда белоктар мен көмірсулар жиналады, АТФ (аденозинтрифосфаты) белсенді түрде синтезделеді.
2. Синтетикалық кезең - генетикалық материал екі есе артады.
3. Постсинтетикалық кезең – жасушалық элементтер екі еселенеді, бөлу шпиндельін құрайтын белоктар пайда болады.
Митоз фазалары
Эукариоттық жасушаның ядросының бөлінуі қосымша органоид – центросома түзілуін қажет ететін процесс. Ол ядроның жанында орналасады және оның негізгі қызметі жаңа органоид – бөлу шпиндельінің түзілуі болып табылады. Бұл құрылым хромосомаларды еншілес жасушалар арасында біркелкі бөлуге көмектеседі.
Митоздың төрт фазасы бар:
1. Профаза: ядродағы хроматин конденсацияланып, хроматидтерге айналады, олар центромераға жақын жиналып, жұп хромосомалар түзеді. Ядрошықтар ыдырап, центриолдар жасушаның полюстеріне қарай жылжиды. Бөлінетін шпиндель пайда болды.
2. Метафаза: хромосомалар жасушаның ортасы арқылы бір сызықта орналасып, метафаза пластинасын құрайды.
3. Анафаза: хроматидтер жасушаның ортасынан полюстерге қарай жылжиды, содан кейін центромера екіге бөлінеді. Мұндайқозғалыс жіптері хромосомаларды әртүрлі бағытта жиырылып, созылатын бөлгіш шпиндельдің арқасында мүмкін болады.
4. Телофаза: Қыздық ядролар түзіледі. Хроматидтер қайтадан хроматинге айналады, ядро, ал онда - ядрошықтар түзіледі. Мұның бәрі цитоплазманың бөлінуімен және жасуша қабырғасының пайда болуымен аяқталады.
Эндомитоз
Ядролық бөлінусіз генетикалық материалдың көбеюі эндомитоз деп аталады. Ол өсімдік және жануарлар жасушаларында кездеседі. Бұл жағдайда цитоплазма мен ядро қабықшасының бұзылуы болмайды, бірақ хроматин хромосомаларға айналады, содан кейін қайтадан деспирализацияланады.
Бұл процесс ДНҚ құрамы жоғары полиплоидты ядроларды шығарады. Ұқсас қызыл сүйек кемігінің колония түзуші жасушаларында кездеседі. Сонымен қатар, хромосомалардың саны өзгеріссіз қалатын кезде ДНҚ молекулалары екі еселенетін жағдайлар бар. Олар политен деп аталады және жәндіктердің жасушаларында болады.
Митоздың мағынасы
Митоздық ядролық бөліну – хромосомалардың тұрақты жиынтығын сақтау тәсілі. Қыз жасушаларында аналық гендер жиынтығы және оған тән барлық белгілер бар. Митоз қажет:
- көп жасушалы организмнің өсуі мен дамуы (жыныс жасушаларының қосылуынан);
- жасушаларды төменгі қабаттардан жоғарғы қабаттарға жылжыту, сонымен қатар қан жасушаларын (эритроциттер, лейкоциттер, тромбоциттер) алмастыру;
- зақымдалған тіндерді қалпына келтіру (кейбір жануарларда регенерация қабілеті бар.теңіз жұлдыздары немесе кесірткелер сияқты өмір сүрудің қажетті шарты);
- өсімдіктер мен кейбір жануарлардың (омыртқасыздар) жыныссыз көбеюі.
Меиоз
Жыныс жасушаларының ядролық бөліну механизмі соматикалықтан біршама ерекшеленеді. Нәтижесінде генетикалық ақпараты алдыңғыларға қарағанда екі есе көп жасушалар алынады. Бұл дененің әрбір жасушасында хромосомалардың тұрақты санын сақтау үшін қажет.
Мейоз екі кезеңде өтеді:
- қысқарту кезеңі;
- теңдеу кезеңі.
Бұл процестің дұрыс жүруі хромосомалардың біркелкі жиынтығы бар жасушаларда ғана мүмкін болады (диплоидты, тетраплоидты, гексапроидты және т.б.). Әрине, хромосомалардың тақ жиынтығы бар жасушаларда мейозға ұшырауы мүмкін, бірақ одан кейін ұрпақ өміршең болмауы мүмкін.
Түр аралық некеде бедеулікті қамтамасыз ететін осы механизм. Жыныс жасушаларында хромосомалардың әртүрлі жиынтықтары болғандықтан, бұл олардың бірігуін және өміршең немесе құнарлы ұрпақтар беруін қиындатады.
Мейоздың бірінші бөлінуі
Фазалардың атауы митоздағыларды қайталайды: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Бірақ бірқатар маңызды айырмашылықтар бар.
1. Профаза: хромосомалардың қос жиынтығы бес кезеңнен (лептотен, зиготен, пахитен, диплотен, диакинез) өтіп, бірқатар трансформацияларды орындайды. Мұның бәрі конъюгация мен қиылысудың арқасында болады.
Конъюгация – гомологтық хромосомалардың қосылуы. Олардың арасында лептотен түзіледіжіңішке жіптер, содан кейін зиготенде хромосомалар жұппен байланысып, нәтижесінде төрт хроматидтердің құрылымдары алынады.
Кроссинговер – апалы-сіңлілі немесе гомологты хромосомалардың арасындағы хроматидтер бөлімдерінің өзара алмасу процесі. Бұл пахитен сатысында орын алады. Хромосомалардың қиылысуы (хиазматы) түзіледі. Адамда мұндай алмасулар отыз бестен алпыс алтыға дейін болуы мүмкін. Бұл процестің нәтижесі алынған материалдың генетикалық гетерогенділігі немесе жыныс жасушаларының өзгергіштігі болып табылады.
Диплотен сатысы келгенде төрт хроматидтердің кешендері ыдырап, бауырлас хромосомалар бір-бірін итермелейді. Диакинез профазадан метафазаға өтуді аяқтайды.
2. Метафаза: хромосомалар жасуша экваторына жақын орналасады.
3. Анафаза: Екі хроматидтен тұратын хромосомалар жасушаның полюстеріне қарай бір-бірінен ажырайды.
4. Телофаза: шпиндель ыдырайды, нәтижесінде ДНҚ мөлшері екі есе көп екі гаплоидты жасуша пайда болады.
Мейоздың екінші бөлінуі
Бұл процесс «мейоз митозы» деп те аталады. Екі фаза арасындағы сәтте ДНҚ-ның дупликациясы болмайды және жасуша телофаза 1-ден кейін қалдырған хромосомалардың бірдей жиынтығымен екінші профазаға өтеді.
1. Профаза: хромосомалар конденсацияланады, жасуша орталығы бөлінеді (оның қалдықтары жасушаның полюстеріне қарай ауытқиды), ядролық қабық бұзылады және бірінші бөлінуден шпиндельге перпендикуляр орналасқан бөліну шпинделі түзіледі.
2. Метафаза: хромосомалар экваторда орналасады, түзіледіметафазалық тақта.
3. Анафаза: хромосомалар хроматидтерге бөлінеді, олар бір-бірінен ажырайды.
4. Телофаза: еншілес жасушаларда ядро түзіледі, хроматидтер хроматинге айналады.
Екінші фазаның соңында бір ата-аналық жасушадан хромосомалардың жарты жиынтығы бар төрт аналық жасуша болады. Егер мейоз гаметогенезбен (яғни жыныс жасушаларының түзілуімен) бірге жүрсе, онда бөліну күрт, біркелкі емес, бір жасуша хромосомалардың гаплоидты жиынтығымен және қажетті генетикалық ақпаратты алып жүрмейтін үш редукциялық денелермен түзіледі. Олар аналық жасушаның генетикалық материалының жартысы ғана жұмыртқа мен сперматозоидта сақталуы үшін қажет. Сонымен қатар, ядролық бөлінудің бұл түрі гендердің жаңа комбинацияларының пайда болуын, сонымен қатар таза аллельдердің тұқым қуалауын қамтамасыз етеді.
Қарапайымдарда мейоздың бір нұсқасы болады, бірінші фазада бір ғана бөліну, ал екіншісінде кроссинг-овер жүреді. Ғалымдар бұл форма көп жасушалы организмдердегі қалыпты мейоздың эволюциялық алғышарттары болып табылады деп болжайды. Ядролық ыдыраудың ғалымдар әлі білмейтін басқа жолдары болуы мүмкін.
