Məlumat

SS1_2019_Mühazirə_14 - Biologiya

SS1_2019_Mühazirə_14 - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mutasiyalar

DNT replikasiyası zamanı baş verən səhvlər DNT-də mutasiyaların yaranmasının yeganə yolu deyil. İnduksiya edilmiş mutasiyalar kimyəvi maddələrə, ultrabənövşəyi şüalara, rentgen şüalarına və ya digər ətraf mühit agentlərinə məruz qalma nəticəsində yarananlardır. Spontan mutasiyalar hər hansı bir ekoloji agentə məruz qalmadan baş verir; onlar hüceyrə daxilində baş verən spontan biokimyəvi reaksiyaların nəticəsidir.

Mutasiyalar geniş spektrli təsirlərə malik ola bilər. Bəzi mutasiyalar ifadə edilmir; bunlar kimi tanınır səssiz mutasiyalar. Nöqtə mutasiyaları tək baza cütlüyünə təsir edən mutasiyalardır. Ən çox rast gəlinən nukleotid mutasiyaları bir bazanın digəri ilə əvəz olunduğu əvəzetmələrdir. Bunlar iki növ ola bilər, keçid və ya keçid. Keçid əvəzi purin və ya pirimidin eyni növ baza ilə əvəz olunur; məsələn, adenin kimi bir purin purin guanini ilə əvəz edilə bilər. Transversiya əvəzedicisi purin bir pirimidinlə əvəz olunmasına və ya əksinə; məsələn, pirimidin olan sitozin adenin, purinlə əvəz olunur. Mutasiyalar həmçinin insertasiya kimi tanınan nukleotidin əlavə edilməsi və ya silmə kimi tanınan bazanın çıxarılmasının nəticəsi ola bilər. Bəzən bir xromosomdan olan DNT parçası başqa bir xromosoma və ya eyni xromosomun başqa bölgəsinə köçürülə bilər; bu translokasiya kimi tanınır.

Daha sonra ziyarət edəcəyimiz kimi, zülal kodlayan bölgədə mutasiya baş verdikdə, bunun bir neçə təsiri ola bilər. Keçid və ya transversiya mutantları zülal ardıcıllığında heç bir dəyişikliyə səbəb ola bilməz ( səssiz mutasiyalar), amin turşusu ardıcıllığını dəyişdirin (olaraq tanınır yanlış mutasiyalar) və ya stop kodonu kimi tanınanı yaradın (a cəfəng mutasiya). Zülal kodlaşdırma ardıcıllığına əlavələr və silinmələr kimi tanınan şeyə səbəb olur çərçivə dəyişikliyi mutasiyaları. gətirib çıxaran missense mutasiyalar konservativ dəyişikliklər oxşar, lakin eyni olmayan amin turşularının əvəzlənməsi ilə nəticələnir. Məsələn, turşu amin turşusu aspartat ilə əvəz olunan turşu amin turşusu glutamat konservativ hesab ediləcək. Ümumiyyətlə, bu tip səhv mutasiyaların bir qədər şiddətli olacağını gözləmirik qeyri-mühafizəkar amin turşularının dəyişməsi; məsələn, bir valinlə əvəz edilmiş qlutamat. Funksional qrup kimyasına dair anlayışımıza əsasən düzgün nəticə çıxara bilərik ki, bu növ əvəzetmə mutasiyanın yerindən asılı olaraq ağır funksional nəticələrə səbəb ola bilər.

Qeyd: Söz ehtiyatına baxın

Qeyd edək ki, əvvəlki paraqrafda çoxlu potensial yeni lüğət var - bu terminləri öyrənmək yaxşı olardı.

Şəkil 1. Mutasiyalar DNT tərəfindən kodlanan zülal ardıcıllığında dəyişikliklərə səbəb ola bilər.

Təklif olunan müzakirə

Zülal strukturu haqqında anlayışınıza əsaslanaraq, zülalın hansı bölgələrinin əvəzlənmələrə, hətta konservləşdirilmiş amin turşusu əvəzetmələrinə daha həssas olduğunu düşünürsünüz? Niyə?

Təklif olunan müzakirə

Üç nukleotidin daxil edilməsi ilə nəticələnən daxiletmə mutasiyası, bir nukleotidin daxil edilməsi ilə nəticələnən mutasiyadan daha az zərərlidir. Niyə?

Mutasiyalar: Bəzi nomenklatura və mülahizələr

Mutasiya

Etimoloji baxımdan mutasiya termini sadəcə olaraq dəyişiklik və ya dəyişiklik deməkdir. Genetikada mutasiya orqanizmin genetik materialında - DNT ardıcıllığında dəyişiklikdir. Uzatma baxımından mutant mutasiya baş vermiş orqanizmdir. Bəs dəyişiklik nə ilə müqayisədədir? Bu sualın cavabı ondan asılıdır ki, ondan asılıdır. Müqayisə birbaşa törəmə (hüceyrə və ya orqanizm) ilə və ya sözügedən orqanizmin populyasiyasında görünən nümunələrlə aparıla bilər. Bu, daha çox müzakirənin konkret kontekstindən asılıdır. Genetik tədqiqatlar tez-tez fərdlərin populyasiyasına (və ya əsas alt populyasiyalarına) baxdığından, biz "vəhşi tip" terminini təsvir etməklə başlayırıq.

Vəhşi tip və mutant

“Vəhşi tip” deyəndə nəyi nəzərdə tuturuq? Tərif kontekstdən asılı ola biləcəyi üçün bu anlayış tamamilə sadə deyil. Qarşılaşa biləcəyiniz təriflərin bir neçə nümunəsi:

"Vəhşi tip" sözünün mümkün mənaları

  1. Təbii çoxalma populyasiyasında növə xas olan görünüşə malik orqanizm (yəni çita ləkələri və gözlərdən ağıza qədər uzanan gözyaşardıcı tünd zolaqlar).
  2. Bir genin forması və ya formaları ən çox rast gəlinir təbiətdə müəyyən bir növdə.
  3. Fenotip, genotip və ya gen üstünlük təşkil edir təbii və ya laboratoriya mutant formalarından fərqli olaraq orqanizmlərin təbii populyasiyasında və ya orqanizmlərin ştamında.
  4. Normal, mutant, gen və ya alleldən fərqli olaraq.

Yuxarıda sadalanan bütün təriflər üçün ümumi mövzu ümumi populyasiya ilə müqayisədə müəyyən bir əlamətə aid xüsusiyyətlər toplusu üçün "norma"ya əsaslanır. "DNT-nin sekvensiyadan əvvəlki dövrü"ndə növlər ümumi fenotiplərə (nəyə bənzədikləri, harada yaşadıqları, necə davrandıqları və s.) əsasında təsnif edilirdilər. Sözügedən növ üçün bir "norma" müəyyən edilmişdir. Məsələn, Qarğalar ümumi xüsusiyyətlər toplusunu nümayiş etdirirlər, onlar müəyyən bölgələrdə yaşayan, müəyyən növ yemək yeyən və müəyyən xarakterik davranış göstərən iri, qara quşlardır. Birini görsək, bu xüsusiyyətlərə görə onun qarğa olduğunu bilirik. Başı ağ olan birini görsək, bunun ya başqa quş (qarğa deyil) və ya mutant, normadan bir qədər dəyişikliyi olan qarğa və ya vəhşi tip olduğunu düşünərdik.

Bu sinifdə biz bu müxtəlif təriflər haqqında ümumi olanı götürürük və “vəhşi tipin” sadəcə olaraq populyasiya üzvlərini müqayisə edə biləcəyimiz bir istinad standartı olduğu fikrini qəbul edirik.

Təklif olunan müzakirə

Bir iti təsvir etmək üçün vəhşi tip xüsusiyyətləri təyin etsəniz, onlar nə olardı? Köpək populyasiyasında mutant xüsusiyyət ilə əlamətin dəyişməsi arasındakı fərq nədir? Standart olaraq istifadə edə biləcəyimiz bir it üçün bir vəhşi növü varmı? Köpəklərə münasibətdə bu anlayışı necə düşünməyə başlayardıq?

Şəkil 2. Mutasiyalar DNT tərəfindən kodlanan zülal ardıcıllığında dəyişikliklərə səbəb ola bilər ki, bu da orqanizmin zahiri görünüşünə təsir göstərir.
(Mənbə)

Mutasiyalar sadəcə olaraq orqanizm üçün "vəhşi tip", istinad və ya valideyn ardıcıllığından dəyişikliklərdir. "Mutasiya" termini danışıq dilində mənfi mənalara malik olsa da, dəyişikliyin mahiyyətcə "pis" olmadığını xatırlamalıyıq. Həqiqətən, mutasiyalar (ardıcıllıqdakı dəyişikliklər) ilk növbədə "pis" və ya "yaxşı" kimi deyil, sadəcə olaraq dəyişikliklər və təbii seçmə yolu ilə təkamülün baş verə biləcəyi genetik və fenotipik müxtəliflik mənbəyi kimi düşünülməlidir. Təbii seçmə son nəticədə mutasiyaların uzunmüddətli taleyini müəyyən edir. Əgər mutasiya orqanizmə selektiv üstünlük verirsə, mutasiya seçiləcək və nəticədə populyasiyada çox yaygınlaşa bilər. Əksinə, əgər mutasiya zərərlidirsə, təbii seçmə mutasiyanın populyasiyadan itirilməsini təmin edəcək. Əgər mutasiya neytraldırsa, yəni nə selektiv üstünlük, nə də çatışmazlıq təmin etmirsə, populyasiyada davam edə bilər. Populyasiyada "vəhşi tip" və müvafiq mutantlarla əlaqəli olanlar da daxil olmaqla, genin müxtəlif formaları deyilir. allellər.

Mutasiyaların nəticələri

Bir fərd üçün mutasiyaların nəticəsi az məna kəsb edə bilər və ya həyat və ya ölüm demək ola bilər. Bəzi zərərli mutasiyalar var sıfır və ya nokaut gen məhsulunun funksiyasının itirilməsi ilə nəticələnən mutasiyalar. Bu mutasiyalar ya bütün genin, genin bir hissəsinin silinməsi və ya gen məhsulunu qeyri-funksional edən genin kritik bölgəsində nöqtə mutasiyası nəticəsində yarana bilər. Bu tip mutasiyalara da deyilir funksiya itkisi mutasiyalar. Alternativ olaraq, mutasiyalar mövcud funksiyanın modifikasiyasına səbəb ola bilər (yəni mutasiya fermentin katalitik effektivliyini, substratın spesifikliyini və ya strukturunu dəyişdirə bilər). Nadir hallarda mutasiya gen məhsulu üçün yeni və ya təkmil funksiya yarada bilər; buna tez-tez a kimi istinad edilir funksiya qazanması mutasiya. Nəhayət, mutasiyalar DNT-nin kodlaşdırılmayan bölgələrində baş verə bilər. Bu mutasiyaların müxtəlif nəticələri ola bilər, o cümlədən gen ifadəsinin tənzimlənməsi, replikasiya sürətlərində və ya DNT-nin struktur xüsusiyyətlərində dəyişikliklər və zülalla əlaqəli digər amillər.

Təklif olunan müzakirə

Yuxarıdakı müzakirədə hansı ssenari növləri belə bir funksiya qazanan mutantın populyasiya daxilində vəhşi tipli fərdlə rəqabət aparmasına imkan verə bilər? Sizcə mutasiyaların təkamüllə əlaqəsi necədir?

Mutasiyalar və xərçəng

Mutasiyalar ya somatik hüceyrələrə, ya da cinsi hüceyrələrə təsir göstərə bilər. Bəzən DNT təmir genlərində mutasiyalar baş verir, əslində hüceyrənin yarana biləcək digər mutasiyaları düzəltmək qabiliyyətini pozur. Əgər DNT təmir genlərindəki mutasiyalar nəticəsində bir çox mutasiya somatik hüceyrədə toplanırsa, xərçəngdə müşahidə edilən nəzarətsiz hüceyrə bölünməsi kimi problemlərə yol aça bilər. Xərçənglər, o cümlədən mədəaltı vəzi xərçəngi, kolon xərçəngi və bağırsaq xərçəngi DNT təmir genlərindəki bu kimi mutasiyalarla əlaqələndirilmişdir. Əksinə, germ hüceyrələrində (cins hüceyrələrində) DNT təmirində mutasiya baş verərsə, mutasiya, hemofiliya və kseroderma piqmentoza kimi xəstəliklərdə olduğu kimi, növbəti nəslə ötürüləcəkdir. Kseroderma piqmentoası vəziyyətində DNT təmiri prosesi pozulmuş şəxslər ultrabənövşəyi radiasiyaya çox həssas olurlar. Ağır hallarda, bu insanlar günəşə bir neçə dəqiqə məruz qaldıqda şiddətli günəş yanıqları ala bilərlər. Bu vəziyyətdə olan bütün uşaqların təxminən yarısı 10 yaşına qədər ilk dəri xərçəngini inkişaf etdirir.

Replikasiya, transkripsiya və tərcümədə səhvlərin nəticələri

Düşünmək üçün əsas bir şey:

Hüceyrələr, DNT səhvlərinin həm aşkar edilməsinə, həm də düzəldilməsinə, müxtəlif DNT-dən asılı DNT polimerazaları tərəfindən rom sübut oxunmasına, daha mürəkkəb təmir sistemlərinə əmin olmaq üçün müxtəlif üsullar inkişaf etdirmişdir. DNT-dəki səhvləri düzəltmək üçün niyə bu qədər müxtəlif mexanizmlər təkamül etdi? Əksinə, oxşar sübut-oxu mexanizmləri transkripsiya və ya tərcümədə səhvlər üçün təkamül etməmişdir. Bu niyə ola bilər? Bir səhvin nəticələri nə olacaq transkripsiya? Belə bir səhv nəslə təsir edərmi? Hüceyrə üçün ölümcül ola bilərmi? Nə haqqında tərcümə? Tərcümə prosesi ilə bağlı eyni sualları verin. Bir zülalın tərcüməsi zamanı yanlış amin turşusu böyüyən polipeptidə təsadüfən qoyulsa nə baş verərdi? Bunu DNT replikasiyası ilə müqayisə edin.

Dəyişiklik alətləri kimi mutasiyalar

Mutasiyalar populyasiyaların dəyişən ətraf mühit təzyiqlərinə necə uyğunlaşa bilməsidir

Mutasiyalar hər bir orqanizmin genomunda təsadüfi olaraq yaradılır və bu da öz növbəsində planetdəki hər bir populyasiyada genetik müxtəliflik və hər bir orqanizmdə gen başına çoxlu müxtəlif allellər yaradır. Əgər mutasiyalar baş verməsəydi və xromosomlar 100% sədaqətlə təkrarlansa və ötürülsəydi, hüceyrələr və orqanizmlər necə uyğunlaşacaqdı? Mutasyonların populyasiyada təkamül yolu ilə saxlanılıb-saxlanılmaması əsasən mutasiyanın seçici üstünlük təmin edib-etməməsindən, bəzi seçici xərclər törətməsindən və ya ən azı zərərli olmamasından asılıdır. Həqiqətən, neytral görünən mutasiyalar populyasiyada bir çox nəsillər boyu davam edə bilər və yalnız populyasiya yeni ekoloji problemlə üzləşdikdə mənalı ola bilər. Bu nöqtədə əvvəllər neytral görünən mutasiyalar seçici üstünlük təmin edə bilər.

Misal: Antibiotik müqaviməti

Bakteriya E. coli ribosoma bağlanaraq zülal sintezini maneə törədən streptomisin adlı antibiotikə həssasdır. Ribosomal protein L12 mutasiyaya uğraya bilər ki, streptomisin artıq ribosoma bağlanmır və zülal sintezini maneə törədir. Vəhşi tip və L12 mutantları eyni dərəcədə yaxşı inkişaf edir və antibiotik olmadıqda mutasiya neytral görünür. Antibiotikin iştirakı ilə vəhşi tip hüceyrələr ölür və L12 mutantları sağ qalır. Bu nümunə populyasiyanın yaşaması üçün genetik müxtəlifliyin nə qədər vacib olduğunu göstərir. Əgər mutasiyalar təsadüfi baş verməsəydi, populyasiya ətraf mühit hadisəsi ilə, məsələn, streptomisinə məruz qaldıqda, bütün populyasiya öləcəkdi. Əksər əhali üçün bu nömrələr oyununa çevrilir. Əgər mutasiya dərəcəsi 10 olarsa-6 sonra 10 əhali7 hüceyrələrdə 10 mutant olacaq; əhalisi 10 nəfərdir8 100 mutant olardı və s.

DNT replikasiyasında düzəldilməyən səhvlər mutasiyaya səbəb olur. Bu misalda, düzəldilməyən bir səhv bakterial ana hüceyrəyə ötürüldü. Bu səhv ribosomun bir hissəsini kodlayan bir gendədir. Mutasyon nəticəsində ribosom zülalının fərqli son 3D strukturu yaranır. Vəhşi tip ribosom streptomisinə (ribosom funksiyasını maneə törətməklə bakteriya hüceyrəsini öldürəcək bir antibiotik) bağlana bilsə də, mutant ribosom streptomisinə bağlana bilməz. Bu bakteriya indi streptomisinə davamlıdır.
Mənbə: Bis2A Komandasının orijinal şəkli

Təklif olunan müzakirə

Bizim nümunəmizə əsaslanaraq, bir mədəniyyət yetişdirmək olsaydı E. coli əhalinin sıxlığına 10 nəfər9 hüceyrələr/ml; bütün əhalinin eyni olmasını gözləyirdinizmi? 1 ml mədəniyyətdə neçə mutant görəcəyini gözləyirdiniz?

Məsələn: laktat dehidrogenaz

Laktat dehidrogenaz (LDH), fermentasiya zamanı piruvatın laktik turşuya çevrilməsini kataliz edən fermentdir, halbuki faktiki olaraq hər bir orqanizm bu fəaliyyətə malikdir, müvafiq ferment və buna görə də gen insanlar və bakteriyalar arasında çox fərqlidir. Zülallar aydın şəkildə əlaqəlidirlər, eyni əsas funksiyanı yerinə yetirirlər, lakin substratın bağlanma yaxınlıqlarından və reaksiya dərəcələrindən tutmuş optimal duz və pH tələblərinə qədər müxtəlif fərqlərə malikdirlər. Bu atributların hər biri təkamül yolu ilə hər bir spesifik orqanizm üçün bir neçə növ mutasiya və seçim yolu ilə tənzimlənmişdir.

Təklif olunan müzakirə

Üç və ya daha çox orqanizm arasında təkamül əlaqələri haqqında fərziyyələr yaratmaq üçün müqayisəli DNT ardıcıllığı analizindən istifadə edə bilərik. Buna nail olmağın bir yolu, müqayisə etmək istədiyimiz orqanizmlərin hər birində olan zülalların DNT və ya zülal ardıcıllığını müqayisə etməkdir. Gəlin, məsələn, ardıcıllıqlarını müqayisə edəcəyimizi təsəvvür edək LDH Üç müxtəlif orqanizmdən, A orqanizmi, B orqanizmi və C orqanizmi. LDH zülal ardıcıllığını A orqanizmindən B orqanizminə uyğunlaşdırsaq, tək bir amin turşusu fərqi tapırıq. İndi C orqanizminə nəzər salsaq, onun LDH zülalı ilə A orqanizmindəki zülal arasında 2 amin turşusu fərqi və C orqanizmindən olan ferment B orqanizmindəki fermentlə müqayisə edildikdə bir amin turşusu fərqi tapırıq. Hər iki orqanizm B və C ilə eyni A orqanizmi ilə müqayisədə ümumi dəyişiklik.

A, B orqanizmi və C orqanizmindən LDH zülallarının ilkin strukturlarını təsvir edən sxematik. Zülallar xətti diaqramının mərkəzindəki hərflər amin turşularını unikal mövqedə və hər ardıcıllıqda təklif olunan fərqləri təmsil edir. N və C terminləri də müvafiq olaraq H2N və COOH qeyd olunur.
Atribut: Marc T. Facciotti (orijinal iş)

Sual: C orqanizmi A və ya B orqanizmi ilə daha sıx əlaqəlidir? Ən sadə izahat budur ki, A orqanizmi ən erkən formadır, B orqanizminə səbəb olan mutasiya baş vermişdir. Zamanla B nəslində ikinci mutasiya yaranaraq C orqanizmində olan fermenti meydana gətirmişdir. Bu, ən sadə izahatdır, lakin biz başqa ehtimalları da istisna etmək olmaz. LDH fermentinin müxtəlif formalarının bu üç orqanizmin yaranmasının başqa yollarını düşünə bilərsinizmi?

Real həyat tətbiqi:

"Mutasiyalar və mutantlar" modulunda gördüyümüz kimi, hətta bir nukleotidin dəyişdirilməsi tərcümə edilmiş məhsula böyük təsir göstərə bilər. Burada nöqtə mutasiyaları və GMO-lar üzərində bakalavr işi haqqında daha çox oxuyun.

LÜĞƏT

induksiya edilmiş mutasiya:

kimyəvi maddələrə və ya ətraf mühit agentlərinə məruz qalma nəticəsində yaranan mutasiya

mutasiya:

bir genomun nukleotid ardıcıllığında dəyişiklik

uyğunsuzluğun təmiri:

replikasiyadan sonra uyğun olmayan əsasların çıxarıldığı təmir mexanizmi növü

nukleotid eksizyonunun təmiri:

Yanlış bazanın yuxarı və ya aşağı axındakı bir neçə nukleotidlə birlikdə çıxarıldığı DNT təmir mexanizmi növü

korrektə:

DNT pol funksiyası, o, növbəti əlavəni əlavə etməzdən əvvəl yeni əlavə edilmiş bazanı oxuyur

nöqtə mutasiyası:

tək bazaya təsir edən mutasiya

səssiz mutasiya:

ifadə edilməyən mutasiya

spontan mutasiya:

heç bir xarici agentə məruz qalmadan təbii olaraq baş verən kimyəvi reaksiyalar nəticəsində hüceyrələrdə baş verən mutasiya

keçid əvəzi:

purin purinlə və ya pirimidin başqa pirimidinlə əvəz edildikdə

transversiya əvəzedicisi:

purin pirimidinlə və ya pirimidin purinlə əvəz edildikdə

Hüceyrə bölünməsinə giriş

Bütün canlı sistemlərin təkamül məqsədi çoxalmaqdır. Həyatın əsas vahidi hüceyrə olduğundan və biz bilirik ki, - ən azı qismən Francesco Reidin sayəsində - həyatın yeni həyatı doğurduğunu - bu, valideyn hüceyrələrindən yeni hüceyrələrin yaradılması prosesinin olması deməkdir. Biz həmçinin intuitiv olaraq bilirik ki, çoxhüceyrəli orqanizmlər böyümə zamanı mövcud hüceyrələrin surətlərini yaratmaqla hüceyrələrin sayını hansısa yolla artırmalıdırlar. Bir hüceyrənin həm tək, həm də çoxhüceyrəli orqanizmlər üçün bir və ya bir neçə yeni hüceyrə yaratması prosesinə ana hüceyrənin bölünməsi tələb olunur və buna bölünmə deyilir. Hüceyrə bölünməsi.

Design Challenge çərçivəsi nöqteyi-nəzərindən, hüceyrə bölünməsinin böyük probleminin hüceyrənin surətini çıxarmaq olduğunu şərtləndirə bilərik. Müvəffəqiyyət üçün bir şərt qız hüceyrələrinin canlı olmasını tələb edirsə, bir sıra alt problemlər müəyyən edilə bilər:

Hüceyrə DNT-ni təkrarlamalıdır ki, hüceyrə bölünməsi başa çatdıqdan sonra ən azı iki hüceyrə funksional surətə malik olsun - biz bu prosesi artıq müzakirə etmişik. Hüceyrə hüceyrə tərkibinin qalan hissəsinin kifayət qədər surətini çıxarmalıdır ki, qız hüceyrələri canlı olsun və ya kopyalanan DNT-nin (hüceyrə məzmununun tam surəti olmasa belə) canlı olmasını təmin etmək üçün bir yol tapmalıdır. Hüceyrə replikasiya edilmiş hüceyrə tərkibini və DNT-ni ən azı iki müstəqil şəkildə bağlanmış bölmə arasında bölməlidir. Müvəffəqiyyəti təmin etmək üçün proses təkamül baxımından rəqabətli bir zamanda baş verməli və təkamül yolu ilə seçilən biokimyəvi resursların miqdarı ilə həyata keçirilməlidir.

Bu şəkillər prokaryotlarda ikili parçalanma mərhələlərini göstərir. (kredit: “Mcstrother”/Wikimedia Commons tərəfindən işin dəyişdirilməsi)

Bu proseslərə nəzarət

Təəccüblü deyil ki, ikili parçalanma prosesi əksər bakteriyalarda və arxeyalarda ciddi şəkildə idarə olunur. Təəccüblüdür ki, bəzi əsas molekulyar oyunçular məlum olsa da, fəaliyyətlərin əlaqələndirilməsi üçün qərarların necə qəbul edildiyi barədə çox şey kəşf edilməli və başa düşülməlidir.

Bu prosesin koordinasiyalı şəkildə baş verməsi ciddi bir tələb olmasa da, Təbiət prosesdəki bütün addımların yüksək koordinasiyalı şəkildə baş verdiyi sistemlər üçün seçmişdir. Bu, hüceyrələrin yuxarıdakı siyahıda 4 nömrəli tələbi yerinə yetirməsinə kömək edir. Koordinasiya edilmiş proses və nəzarət mexanizmləri ümumiyyətlə adlanır hüceyrə dövrü. Bu termin hüceyrə bölünməsindən keçən hər hansı bir hüceyrənin istifadə etdiyi koordinat prosesini təsvir etmək üçün istifadə edilə bilər. Təbiəti müşahidə etdikdə görürük ki, o, iki əsas çoxalma üsulunu inkişaf etdirib: cinsi və aseksual. Bu çoxalma üsullarının hər birində biz həyatın bütün sahələrində tez-tez baş verən bir neçə əsas hüceyrə bölünməsi rejimini tapırıq. Biz bu rejimlərdən üçünü nəzərdən keçiririk: ikili parçalanma (əsasən təkhüceyrəli bakteriyalar və arxeyalar tərəfindən istifadə olunur), mitoz (çox vaxt eukariotlar tərəfindən cinsi çoxalma ilə əlaqəli olmayan hüceyrə bölünməsi proseslərində istifadə olunur) və meioz (cinsi çoxalma ilə sıx bağlı olan hüceyrə bölünməsi prosesi). ). Bu prosesləri sonrakı bölmələrdə müzakirə edirik.

Şəkil. Təcrübəli birinci il seminar kursuna daxil olan birinci kurs UC Davis tələbələri, dizaynlarını "rənglədikləri" bir agar boşqabını mühəndis bir ştammla yoxlayırlar. Escherschia coli. Dizaynlar yalnız bakteriyalar ikili parçalanma prosesi ilə çoxaldıqdan sonra aydın olur. UC Davis kampusunda praktiki tədqiqatlarda iştirak etmək imkanları çoxdur - məzun olmadan əvvəl iştirak etmək üçün vaxt ayırdığınızdan əmin olun. (Foto: bakalavr tələbəsi Daniel Oberbauer tərəfindən - 2017)

Bakteriyalarda və arxeylərdə hüceyrə bölünməsi

Bakteriyalar və Arxeya

Bütün digər həyat formaları kimi, bakteriyaların və arxeyaların da təkamülün əsas sürücüsü var: özlərini daha çox etmək. Tipik olaraq, bakterial və arxeal hüceyrələr böyüyür, DNT, ribosomlar və s. kimi bütün əsas hüceyrə tərkiblərini təkrarlayır, bu məzmunu paylayır və sonra təxminən eyni olan iki ana hüceyrəyə bölünür. Bu proses adlanır ikili parçalanma və aşağıdakı şəkildə prosesin ortasında göstərilir. Bəzi bakteriya növlərinin bir neçə alternativ reproduktiv strategiyadan istifadə etdiyi məlum olsa da, çoxlu nəsil və ya cücərti meydana gətirmək və bütün alternativ mexanizmlər hələ də yuxarıda göstərilən hüceyrə bölünməsi tələblərinə cavab verir - ikili parçalanma bakteriya və arxeya hüceyrə bölünməsi üçün laboratoriyada ən çox müşahidə edilən mexanizmdir. ona görə də biz müzakirəmizi yalnız bu mexanizmlərlə məhdudlaşdırırıq.

(Kənara: Bakteriyalarda ikili parçalanmaya alternativlər haqqında daha çox oxumaq istəyənlər bu linki yoxlamalıdırlar.)

Bakteriyalarda ikili parçalanma hüceyrənin orta nöqtəsinə yaxın hüceyrə divarına bağlanmış replikasiya mənşəyində DNT replikasiyası ilə başlayır. Hüceyrələrin birinci bölünməsi bitməzdən əvvəl yeni replikasiya çəngəlləri yarana bilər; bu fenomen son dərəcə sürətli çoxalma sürətinə imkan verir. Mənbə: http://biology.kenyon.edu/courses/bi...01/week01.html

İkili parçalanma

İkili parçalanma prosesi bakteriyalarda və arxelərdə hüceyrə bölünməsinin ən çox müşahidə edilən mexanizmidir (ən azı laboratoriyada öyrənilən kultivativlər). Aşağıda bəzi çubuqşəkilli bakteriyalarda baş verən prosesin təsviri verilmişdir:

DNT-nin replikasiyasını nəzərdən keçirməli olduğumuz üçün bakteriya və arxeyalarda DNT replikasiyasına aid olan struktur xüsusiyyətlərdən biri onların genetik materialının nüvəyə daxil olmaması, əksinə hüceyrə daxilində xüsusi bir yeri, nukleoidi tutmasıdır. Bundan əlavə, nukleoidin DNT-si DNT-nin daha kiçik, mütəşəkkil bir quruluşa sıxılmasına kömək edən çoxsaylı zülallarla əlaqələndirilir. Diqqət yetirməli olan digər təşkilati xüsusiyyət, bakterial xromosomun adətən hüceyrənin orta nöqtəsində plazma membranına bağlanmasıdır. Replikasiyanın başlanğıc nöqtəsi mənşəyi, bu qoşma saytına yaxındır. Onu da xatırladaq ki, DNT-nin replikasiyası iki istiqamətlidir, replikasiya çəngəlləri ilgənin hər iki zəncirində eyni vaxtda mənşədən uzaqlaşır. DNT-nin orta nöqtədə struktur düzülüşünə görə, bu o deməkdir ki, yeni qoşa zəncirlər əmələ gəldikdə, hər bir mənşə nöqtəsi hüceyrə divarının birləşməsindən hüceyrənin əks uclarına doğru hərəkət edir.

Bu DNT replikasiyası prosesi adətən hüceyrənin fiziki ölçülərinin böyüməsi ilə eyni vaxtda baş verir. Buna görə də, hüceyrə uzandıqca böyüyən membran xromosomların hüceyrələrin iki əks qütbünə doğru daşınmasına kömək edir. Xromosomlar uzanan hüceyrənin orta nöqtəsini təmizlədikdən sonra sitoplazma ayrılması başlayır.

Bir zülalın təkrarlanan vahidlərindən ibarət bir halqanın meydana gəlməsinə deyilir FtsZ (sitoskeletal zülal) iki yeni nukleoid arasında arakəsmənin əmələ gəlməsinə rəhbərlik edir. FtsZ halqasının formalaşması sahəyə yeni membran və hüceyrə divarı materiallarını cəlb etmək üçün birlikdə işləyən digər zülalların yığılmasına səbəb olur. Tədricən, a septum periferiyadan hüceyrənin mərkəzinə doğru uzanan nukleoidlər arasında əmələ gəlir. Yeni hüceyrə divarları yerində olduqda, qız hüceyrələr ayrılır.

Bakteriyalar və arxelər də daxil olmaqla prokaryotlar, nukleoid adlanan mərkəzi bölgədə yerləşən tək, dairəvi xromosoma malikdirlər.

Mümkün müzakirə

Replikasiya edən xromosomun hüceyrə membranına bağlanması replikasiya tamamlandıqdan sonra iki xromosomun bölünməsinə necə kömək edir?

Eukaryotik Hüceyrə Dövrü və Mitoz

Hüceyrə dövrü bioloji sistemlər tərəfindən hüceyrə bölünməsini koordinasiya etmək üçün istifadə olunan hadisələrin ardıcıl ardıcıllığıdır. Eukariotlarda aseksual hüceyrə bölünməsi çoxlu məkan və müvəqqəti koordinasiya olunmuş hadisələri özündə cəmləşdirən hüceyrə dövrü ilə davam edir. Bunlara uzun bir hazırlıq dövrü daxildir interfaza və a mitotik M fazası adlanır. İnterfaza tez-tez daha çox adlandırılan fərqləndirici alt fazalara bölünür G1, S, və G2 mərhələləri. Mitoz replikasiya edilmiş DNT-nin qız hüceyrələrə paylandığı mərhələdir və özü də çox vaxt beş fərqli mərhələyə bölünür: profilaktika, prometafaza, metafaza, anafaza, və telofaza. Mitoz tez-tez adlanan bir proseslə müşayiət olunur sitokinez, bu müddət ərzində qız hüceyrələrinin sitoplazmatik komponentləri ya aktin halqası (heyvan hüceyrələri) və ya hüceyrə plitəsinin əmələ gəlməsi (bitki hüceyrələri) ilə ayrılır. Bu fazalardan keçid nəzarət məntəqələri tərəfindən idarə olunur. Hüceyrə dövründə üç əsas nəzarət nöqtəsi var: biri G-nin sonuna yaxın1, G-də bir saniyə2–M keçidi, üçüncü isə metafaza zamanı. Bu tənzimləyici yoxlamalar hüceyrə dövrünün növbəti mərhələsinə uğurla keçmək üçün tələb olunan proseslərin tam başa çatdırılmasını və hüceyrə bölünməsinin növbəti mərhələsinə keçmək üçün kifayət qədər resursların olmasını təmin etməyə xidmət edir.

Hüceyrə dövrü

Aseksual yolla çoxalmış eukaryotik hüceyrələrdə hüceyrə dövrünün bir “növbəsi” iki ümumi mərhələdən ibarətdir: interfaza, ardınca mitozsitokinez. İnterfaza, hüceyrənin ya yaşaya biləcəyi və bölünmədiyi və ya bölünməyə hazırlaşdığı hüceyrə dövrünün dövrüdür. Tam inkişaf etmiş çoxhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrələrin əksəriyyəti adətən interfazada olur. Mitoz təkrarlanan genetik materialın iki qız hüceyrəyə bölünməsi və ya paylanması ilə əlaqəli hüceyrə dövrünün nöqtəsidir. Mitoz zamanı hüceyrə nüvəsi parçalanır və iki yeni, tam funksional nüvə əmələ gəlir. Sitokinez sitoplazmanı iki fərqli hüceyrəyə ayıran prosesdir.

İnterfaza

G1 Faza

İnterfazanın birinci mərhələsi adlanır G1 mərhələsi, və ya ilk boşluq, çünki az dəyişiklik görünür. Bununla belə, G1 mərhələdə hüceyrə biokimyəvi səviyyədə kifayət qədər aktivdir. Hüceyrə xromosom DNT-nin və əlaqəli zülalların tikinti bloklarını toplayır, həmçinin nüvədəki hər bir xromosomu təkrarlamaq vəzifəsini yerinə yetirmək üçün kifayət qədər enerji ehtiyatı toplayır.

Hüceyrə nizamlı şəkildə bir sıra fazalardan keçir. İnterfaza zamanı G1 hüceyrə böyüməsini və zülal sintezini, S fazasında DNT replikasiyasını və sentrozomun replikasiyasını, G2 daha çox böyümə və protein sintezini əhatə edir. Mitotik faza interfazadan sonra gəlir. Mitoz, təkrarlanan xromosomların ayrılaraq qız nüvələrinə paylandığı nüvə bölünməsidir. Adətən hüceyrə mitozdan sonra sitoplazmanın bölündüyü və iki qız hüceyrəsinin meydana gəldiyi sitokinez adlı bir prosesdə bölünəcəkdir.

S mərhələsi

Bütün interfaza boyunca nüvə DNT-si yarı qatılaşdırılmış xromatin konfiqurasiyasında qalır. In S mərhələsi (sintez mərhələsi), DNT replikasiyası hər bir xromosomun iki eyni nüsxəsinin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir—bacı xromatidlər- sentromer bölgəsinə möhkəm bağlanmışlar. Bu mərhələnin sonunda hər bir xromosom təkrarlanır.

Hüceyrələrdə istifadə edən orqanoidlər deyilir sentrosomlar, bu strukturlar tez-tez S fazasında təkrarlanır. Sentrosomlar bir cüt çubuqdan ibarətdir sentriollar bir-birinə düz bucaq altında oturan tubulin və digər zülallardan ibarətdir. İki nəticədə sentrosom yaranacaq mitotik mil, mitoz zamanı sonradan xromosomların hərəkətini təşkil edən aparat.

G2 Faza

Ərzində G2 mərhələsi, və ya ikinci boşluq, hüceyrə enerji ehtiyatlarını doldurur və xromosom manipulyasiyası üçün lazım olan zülalları sintez edir. Bəzi hüceyrə orqanoidləri çoxalır və sitoskeleton mitotik mil üçün resursları təmin etmək üçün sökülür. G zamanı əlavə hüceyrə artımı ola bilər2. Hüceyrə mitozun birinci mərhələsinə keçməzdən əvvəl mitotik faza üçün son hazırlıqlar tamamlanmalıdır.

G0 Faza

Bütün hüceyrələr klassik hüceyrə dövrü modelinə uyğun gəlmir ki, burada yeni yaranan qız hüceyrə dərhal interfazaya, daha sonra isə mitotik fazaya daxil olur. İçindəki hüceyrələr G0 mərhələsi bölməyə fəal hazırlaşmırlar. Hüceyrə hüceyrə siklini tərk edərək sakit (hərəkətsiz) mərhələdədir. Bəzi hüceyrələr G-yə daxil olur0 müvəqqəti olaraq xarici siqnal G-nin başlanğıcını tətikləyənə qədər1. Heç vaxt və ya nadir hallarda bölünməyən digər hüceyrələr, məsələn, yetkin ürək əzələsi və sinir hüceyrələri G0 daimi

Tez bir kənara: Hüceyrə dövrü zamanı xromosomların quruluşu

İnsan hüceyrə nüvəsindəki bütün 46 xromosomun DNT-si başdan-ayağa düzülsəydi, onun ölçüsü təxminən iki metr olardı; lakin onun diametri cəmi 2 nm olardı. Tipik bir insan hüceyrəsinin ölçüsünün təqribən 10 µm (bir metrə bərabər düzülmüş 100.000 hüceyrə) olduğunu nəzərə alsaq, DNT hüceyrənin nüvəsinə sığması üçün sıx şəkildə paketlənməlidir. Eyni zamanda, ifadə olunan genlər üçün də asanlıqla əlçatan olmalıdır. Hüceyrə dövrünün bəzi mərhələlərində DNT-nin uzun zəncirləri yığcam xromosomlara kondensasiya olunur. Xromosomların sıxılmasının bir neçə yolu var.

Təklif olunan müzakirə

Hüceyrədə (hüceyrə dövrünün hansı fazalarında) yüksək qatılaşdırılmış DNT görəcəyimizi nə vaxt gözləməliyik? DNT nə vaxt sıxılmamış qalacaq (hüceyrə dövrünün hansı fazalarında)?

Cüt zəncirli DNT histon zülallarının ətrafına sarılaraq "bir simdə muncuqlar" görünüşünə sahib olan nukleosomlar əmələ gətirir. Nukleosomlar 30 nm xromatin lifinə bükülür. Hüceyrə mitoza məruz qaldıqda, xromosomlar daha da sıxlaşır.

Mitoz və Sitokinez

Ərzində mitotik faza, hüceyrə iki əsas prosesdən keçir. Birincisi, o, mitoz prosesini tamamlayır, bu müddət ərzində nüvənin tərkibi bərabər şəkildə ayrılır və onun iki yarısı arasında paylanır. Sitokinez sonra sitoplazma və hüceyrə gövdəsini iki yeni hüceyrəyə bölərək baş verir.

Qeyd

Mitozun əsas mərhələləri vizual olaraq bir-birindən fərqlənir və əvvəlcə bölünən hüceyrələri mikroskop altında görməklə görünə bilənlərlə xarakterizə olunurdu. Bəzi müəllimlər sizdən hüceyrələrin şəkillərinə baxaraq və ya daha çox mitozun cizgi filmi təsvirinə baxaraq hər bir mərhələni ayırd edə bilmənizi xahiş edə bilər. Təlimatçınız bu mövzuda açıq deyilsə, bunun sizdən gözlənilməyəcəyini soruşmağı unutmayın.

Hüceyrə bölünməsinin mərhələləri eyni genetik materialın iki yeni nüvəyə ayrılmasına, sonra isə sitoplazmanın bölünməsinə nəzarət edir. Heyvan hüceyrələrinin mitozu beş mərhələyə bölünür - profilaktika, prometafaz, metafaza, anafaza və telofaza - burada floresan ilə işıq mikroskopiyası ilə görüntülənir. Mitoz adətən sitokinezlə müşayiət olunur, burada ötürücü elektron mikroskopla göstərilir. (kredit "diaqramları": Mariana Ruiz Villareal tərəfindən işin dəyişdirilməsi; kredit "mitoz mikroqrafikləri": Roy van Heesbeen tərəfindən işin dəyişdirilməsi; kredit "sitokinez mikroqrafı": Wadsworth Mərkəzi, NY Dövlət Səhiyyə Departamenti tərəfindən işin dəyişdirilməsi; hədiyyə edildi Wikimedia fondu; Matt Russell-dən miqyas çubuğu məlumatları)

Profaza

Profaza mitozun ilk mərhələsidir, bu müddət ərzində boş bir şəkildə yığılmış xromatin qıvrılır və görünən xromosomlara kondensasiya olunur. Profaza zamanı hər bir xromosom öz eyni partnyoru ilə görünür (bacı xromatid) birləşərək bacı xromatidlərin tanış X formasını əmələ gətirir. Bu mərhələdə nüvəcik erkən yox olur və nüvə zərfi də parçalanır.

Profaza zamanı əsas hadisə mikrotübüllərin böyüməsi üçün mənşə yerini ehtiva edən çox vacib bir quruluşa aiddir. Mikrotubulların uzandığı mənşə nöqtələri kimi xidmət edən sentriol adlanan hüceyrə quruluşları. Bu kiçik strukturlar da mitoz zamanı çox mühüm rol oynayır. A sentrozom birlikdə bir cüt sentrioldur. Hüceyrədə yan-yana iki sentrosom var və onlar profaza zamanı bir-birindən ayrılmağa başlayır. Sentrosomlar hüceyrənin iki fərqli tərəfinə köçdükcə, mikrotubullar bir-birinə doğru uzanan iki əldən uzun barmaqlar kimi hər birindən uzanmağa başlayır. The mitotik mil sentrosomlardan və onların meydana çıxan mikrotubullarından ibarət quruluşdur.

Profazanın sonuna yaxın mitotik mildən olan mikrotubulların nüvə sahəsinə hücumu baş verir. Nüvə membranı parçalandı və mikrotubullar bacı xromatid cütlərinə bitişik olan sentromerlərə yapışdı. The kinetokor mitotik mil ilə bacı xromatidlər arasında bağlanma nöqtəsi olan sentromerdə zülal quruluşudur. Bu mərhələ profilaktika və metafaza arasında keçidi göstərmək üçün gec profilaktika və ya “prometafaz” adlanır.

Metafaza

Metafaza mitozun ikinci mərhələsidir. Bu mərhələdə bacı xromatidlər birləşmiş mikrotubullarla hüceyrənin ortasında xətti müstəvidə düzülür. İndi hüceyrənin hər iki ucunda yerləşən sentrosomlar arasında metafaza lövhəsi əmələ gəlir. The metafaza lövhəsi bacı xromatidlərin yerləşdiyi milin mərkəzindən keçən təyyarənin adıdır. Mikrotubullar indi bacı xromatidləri ayırmağa və hər cütdən birini hüceyrənin hər tərəfinə gətirməyə hazırdır.

Anafaza

Anafaza mitozun üçüncü mərhələsidir. Anafaza bir neçə dəqiqə ərzində bacı xromatidlərin cütləri bir-birindən ayrılaraq yenidən fərdi xromosomlar əmələ gətirdikdə baş verir. Bu xromosomlar kinetokorları ilə hüceyrənin əks uclarına çəkilir, çünki mikrotubullar qısaldılır. Hüceyrənin hər ucu hər cüt bacı xromatiddən bir tərəfdaş alır və iki yeni qız hüceyrəsinin eyni genetik materialı ehtiva etməsini təmin edir.

Telofaz

Telofaz mitozun son mərhələsidir. Telofaz, bölünən hüceyrənin hər iki ucunda iki yeni qız nüvəsinin meydana gəlməsi ilə xarakterizə olunur. Bu yeni əmələ gələn nüvələr genetik materialı əhatə edir və bu, xromosomların sərbəst şəkildə yığılmış xromatinə qayıtması üçün açılır. Nüvəlilər də yeni nüvələrdə yenidən peyda olur və mitotik mil parçalanır, hər yeni hüceyrə DNT, orqanellər, membranlar və sentriollardan ibarət öz komplementini alır. Bu nöqtədə, sitokinez başladığı üçün hüceyrə artıq yarıya bölünməyə başlayır.

Sitokinez

Sitokinez mitotik fazanın ikinci hissəsidir, bu müddət ərzində hüceyrə bölünməsi sitoplazmatik komponentlərin iki qız hüceyrəyə fiziki ayrılması ilə tamamlanır. Mitozun mərhələləri əksər eukariotlar üçün oxşar olsa da, bitki hüceyrələri kimi hüceyrə divarları olan eukariotlar üçün sitokinez prosesi tamamilə fərqlidir.

Hüceyrə divarları olmayan heyvan hüceyrələri kimi hüceyrələrdə sitokinez anafazanın başlanğıcından sonra başlayır. Aktin filamentlərindən ibarət büzülmə halqası, keçmiş metafaza plitəsində plazma membranının içərisində meydana gəlir. Aktin filamentləri hüceyrənin ekvatorunu içəriyə çəkir və çat əmələ gətirir. Bu çat və ya “çat” adlanır dekolte şırım. Aktin halqası büzüldükcə şırım dərinləşir və nəticədə membran və hüceyrə iki yerə bölünür (aşağıdakı şəklə bax).

Bitki hüceyrələrində plazma membranını əhatə edən sərt hüceyrə divarları səbəbindən parçalanma şırımları mümkün deyil. Qız hüceyrələr arasında yeni hüceyrə divarı yaranmalıdır. İnterfaza zamanı Golgi aparatı veziküllərə parçalanmadan və bölünən hüceyrə boyunca dağılmadan əvvəl fermentləri, struktur zülalları və qlükoza molekullarını toplayır. Telofaz zamanı bu Golgi vezikülləri metafaza plitəsinə yığılmaq üçün mikrotubullar üzərində hərəkət edir. Orada veziküllər mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru birləşir; bu quruluş a adlanır hüceyrə lövhəsi. Daha çox vezikül birləşdikcə, hüceyrə lövhəsi hüceyrənin periferiyasında hüceyrə divarı ilə birləşənə qədər böyüyür. Fermentlər membran təbəqələri arasında yığılmış qlükozadan sellülozadan yeni hüceyrə divarı yaratmaq üçün istifadə edirlər. Golgi membranları yeni hüceyrə divarının hər iki tərəfində plazma membranına çevrilir (aşağıdakı şəkildə b panelinə baxın).

(a) hissəsində heyvan hüceyrəsindəki keçmiş metafaza lövhəsində parçalanma şırımları əmələ gəlir. Plazma membranı membranın içərisində büzüşən aktin liflərindən ibarət bir halqa ilə çəkilir. Hüceyrələr iki yerə sıxılana qədər parçalanma şırım dərinləşir. (b) hissəsində Qolgi vezikülləri bitki hüceyrəsindəki keçmiş metafaza lövhəsində birləşir. Veziküllər birləşərək hüceyrə plitəsini əmələ gətirir. Hüceyrə plitəsi mərkəzdən hüceyrə divarlarına doğru böyüyür. Yeni hüceyrə divarları vezikül məzmunundan hazırlanır.

Cell Cycle Check Points

Qız hüceyrələrinin ana hüceyrənin demək olar ki, dəqiq dublikatları olması vacibdir. Xromosomların təkrarlanması və ya paylanmasındakı səhvlər anormal hüceyrədən yaranan hər yeni hüceyrəyə ötürülə bilən mutasiyalara səbəb olur. Təhlükəli hüceyrənin bölünməyə davam etməsinin qarşısını almaq üçün üç əsasda fəaliyyət göstərən daxili nəzarət mexanizmləri mövcuddur. hüceyrə dövrü nəzarət nöqtələri əlverişli şərait yaranana qədər hüceyrə dövrü dayandırıla bilər. Bu keçid məntəqələri G-nin sonuna yaxın baş verir1, G2–M keçidi və metafaza zamanı (aşağıdakı şəklə bax).

Hüceyrə dövrü üç nəzarət nöqtəsində idarə olunur. DNT-nin bütövlüyü G.-də qiymətləndirilir1 nəzarət məntəqəsi. Düzgün xromosom duplikasiyası G-də qiymətləndirilir2 nəzarət məntəqəsi. Hər bir kinetoxorun mil lifinə bağlanması M nəzarət məntəqəsində qiymətləndirilir.

G1 Nəzarət Məntəqəsi

G1 nəzarət nöqtəsi hüceyrə bölünməsinin DNT replikasiyasının baş verdiyi S fazasına keçməsi üçün bütün şərtlərin əlverişli olub olmadığını müəyyən edir. G1 Məhdudiyyət nöqtəsi də adlandırılan nəzarət nöqtəsi, hüceyrənin geri dönməz şəkildə hüceyrə bölünməsi prosesinə qoşulduğu nöqtədir. Adekvat ehtiyatlara və hüceyrə ölçüsünə əlavə olaraq, G-də genomik DNT-nin zədələnməsi üçün yoxlama aparılır.1 nəzarət məntəqəsi. Bütün tələblərə cavab verməyən hüceyrə S fazasına buraxılmayacaq.

G2 Nəzarət Məntəqəsi

G2 müəyyən şərtlər yerinə yetirilmədikdə, nəzarət nöqtəsi mitotik fazaya girişi maneə törədir. G-də olduğu kimi1 nəzarət nöqtəsi, hüceyrə ölçüsü və zülal ehtiyatları qiymətləndirilir. Bununla belə, ən mühüm rolu G2 nəzarət nöqtəsi bütün xromosomların təkrarlanmasını və replikasiya edilmiş DNT-nin zədələnməməsini təmin etməkdir.

M Nəzarət Məntəqəsi

M nəzarət nöqtəsi mitozun metafaza mərhələsinin sonuna yaxın baş verir. M nəzarət nöqtəsi həm də mil yoxlama nöqtəsi kimi tanınır, çünki o, bütün bacı xromatidlərin mili mikrotubullarına düzgün şəkildə bağlanıb-bağlanmadığını müəyyən edir. Anafaza zamanı bacı xromatidlərin ayrılması geri dönməz addım olduğundan, hər bir cüt bacı xromatidin kinetokorları hüceyrənin əks qütblərindən yaranan mil liflərinə möhkəm bağlanana qədər dövr davam etməyəcək.

Qeyd

G-də baş verənlərə baxın1, G2Hüceyrə dövrünün bu animasiyasını ziyarət edərək , və M yoxlama nöqtələri.

Hüceyrə dövrü nəzarətdən çıxdıqda

Əksər insanlar xərçəng və ya şişlərin davamlı olaraq çoxalan anormal hüceyrələrdən qaynaqlandığını başa düşürlər. Anormal hüceyrələr dayanmadan bölünməyə davam edərsə, ətrafdakı toxumaları zədələyə, bədənin digər hissələrinə yayıla və nəticədə ölümlə nəticələnə bilər. Sağlam hüceyrələrdə hüceyrə dövrünün sıx tənzimləmə mexanizmləri bunun qarşısını alır, hüceyrə dövrünə nəzarətin uğursuzluğu isə arzuolunmaz və həddindən artıq hüceyrə bölünməsinə səbəb ola bilər. Nəzarətin uğursuzluğu müəyyən “dayan” və “getmək” siqnallarının funksiyasını pozan irsi genetik anormallıqlar nəticəsində yarana bilər. DNT-yə zərər verən ətraf mühitin pozulması da bu siqnallarda disfunksiyaya səbəb ola bilər. Çox vaxt həm genetik meylin, həm də ətraf mühit faktorlarının birləşməsi xərçəngə səbəb olur.

Hüceyrənin normal idarəetmə sistemindən qaçaraq xərçəngə çevrilməsi prosesi əslində bütün bədəndə olduqca tez-tez baş verə bilər. Xoşbəxtlikdən, immunitet sisteminin müəyyən hüceyrələri xərçəngə çevrilmiş hüceyrələri tanımağa və onları məhv etməyə qadirdir. Bununla belə, bəzi hallarda xərçəng hüceyrələri aşkar edilmədən qalır və çoxalmağa davam edir. Yaranan şiş ətrafdakı toxumalar üçün təhlükə yaratmırsa, onun xoşxassəli olduğu və adətən asanlıqla çıxarıla biləcəyi deyilir. Zərər verə bilirsə, şiş bədxassəli hesab olunur və xəstəyə xərçəng diaqnozu qoyulur.

Homeostatik balanssızlıqlar: Xərçəng Homeostatik balanssızlıqdan yaranır

Xərçəng çox müxtəlif genetik və ekoloji səbəblərdən yarana bilən son dərəcə mürəkkəb bir vəziyyətdir. Tipik olaraq, hüceyrənin DNT-sindəki mutasiyalar və ya aberrasiyalar normal hüceyrə dövrünə nəzarət sistemlərini pozan xərçəng şişlərinə səbəb olur. Hüceyrə dövrünə nəzarət düzgün hüceyrə funksiyasını və sağlamlığını qoruyan bir homeostatik mexanizmin nümunəsidir. Hüceyrə dövrünün fazaları ilə irəliləyərkən, çox sayda hüceyrədaxili molekullar növbəti mərhələyə doğru hərəkəti tənzimləmək üçün dayanma və getmə siqnalları verir. Bu siqnallar mürəkkəb bir tarazlıqda saxlanılır ki, hüceyrə yalnız hazır olduqdan sonra növbəti mərhələyə keçsin. Hüceyrə dövrünün bu homeostatik nəzarəti avtomobilin kruiz kontrolu kimi düşünülə bilər. Sürücü əyləcə basmayınca, kruiz kontrolu istədiyiniz sürəti saxlamaq üçün daima lazımi miqdarda sürətlənmə tətbiq edəcək və bu halda avtomobil yavaşlayacaq. Eynilə, hüceyrənin tərkibinə siklinlər kimi hüceyrəni öz dövrəsində irəliyə doğru itələyən molekulyar xəbərçilər var.

Siklinlərə əlavə olaraq, proto-onkogenlər adlanan genlər tərəfindən kodlanan zülallar sinfi hüceyrə dövranını tənzimləyən və onu irəli aparan mühüm siqnallar verir. Proto-onkogen məhsulların nümunələrinə böyümə faktorları üçün hüceyrə səthi reseptorları və ya hüceyrə siqnalı verən molekullar, DNT replikasiyasını və hüceyrə bölünməsini təşviq edə bilən molekulların iki sinfi daxildir. Bunun əksinə olaraq, şiş bastırıcı genlər kimi tanınan genlərin ikinci sinfi hüceyrə dövrü zamanı dayandırma siqnalları göndərir. Məsələn, şişi bastıran genlərin müəyyən zülal məhsulları DNT ilə bağlı potensial problemlərə işarə edir və beləliklə, hüceyrənin bölünməsini dayandırır, digər zülallar isə hüceyrə bərpa oluna bilməyəcək dərəcədə zədələnərsə, ölmək üçün siqnal verir. Bəzi şiş bastırıcı zülallar həmçinin ətrafdakı kifayət qədər hüceyrə sıxlığına işarə edir ki, bu da hüceyrənin hazırda bölünməsinə ehtiyac olmadığını göstərir. Sonuncu funksiya şiş böyüməsinin qarşısını almaqda müstəsna əhəmiyyət kəsb edir: normal hüceyrələr "təmas inhibəsi" adlı bir fenomen nümayiş etdirir; beləliklə, qonşu hüceyrələrlə geniş hüceyrə təması daha da hüceyrə bölünməsini dayandıran bir siqnala səbəb olur.

Bu iki ziddiyyətli gen sinfi, proto-onkogenlər və şiş bastırıcı genlər müvafiq olaraq hüceyrənin öz “kruiz-kontrol sisteminin” sürətləndiricisi və əyləc pedalı kimidir. Normal şəraitdə bu dayanma və getmə siqnalları homeostatik tarazlıqda saxlanılır. Ümumiyyətlə, hüceyrənin kruiz-kontrolunun idarəetməni itirməsinin iki yolu var: nasaz (həddindən artıq aktiv) sürətləndirici və ya nasaz (az aktiv) əyləc. Proto-onkogenlər mutasiya nəticəsində pozulduqda və ya başqa bir şəkildə dəyişdirildikdə onkogenlərə çevrilə bilər, hansı ki, onkoproteinlər istehsal edir ki, onlar hüceyrəni öz tsiklində irəliyə itələyir və hətta arzuolunmaz olduqda belə hüceyrə bölünməsini stimullaşdırır. Məsələn, DNT-nin geniş zədələnməsi səbəbindən özünü məhv etmək üçün proqramlaşdırılmalı olan bir hüceyrə (apoptoz adlanan proses) əvəzində onkoprotein tərəfindən çoxalmağa səbəb ola bilər. Digər tərəfdən, disfunksiyalı bir şiş bastırıcı geni hüceyrəni lazımi dayandırma siqnalı ilə təmin edə bilməyəcək və bu da arzuolunmaz hüceyrə bölünməsi və yayılması ilə nəticələnə bilər.

Çoxsaylı proto-onkogenlər və şiş bastırıcı genlər arasında incə homeostatik tarazlıq hüceyrə dövrünə zərif şəkildə nəzarət edir və yalnız sağlam hüceyrələrin çoxalmasını təmin edir. Buna görə də, bu homeostatik tarazlığın pozulması anormal hüceyrə bölünməsinə və xərçəngli böyümələrə səbəb ola bilər.


Elmlər üzrə bakalavr Biologiya

Oral Roberts Universitetinin Biologiya üzrə Elm Bakalavr dərəcəsi (BS) hərtərəfli, müxtəlif və müasir təhsil təcrübəsini təmin etmək üçün biologiya elmləri və imanın öyrənilməsini birləşdirən maraqlı bir yoldur. Bu dərəcə ixtisasında siz bioloji sistemlər haqqında məlumat əldə edəcəksiniz və gündəlik həyatda qarşılaşdığımız problemlərə həll yolları təqdim edəcəksiniz.

ORU-da Biologiya ixtisası olaraq, Pre-Tibbi və ya Sağlamlıq Peşələrində konsentrasiyaya sahib olmaq imkanınız olacaq.

Biz bilirik ki, ABŞ-da tibb, stomatoloji və digər sağlamlıq peşə məktəblərinə qəbul çox rəqabətli və seçicidir. ORU-da biz sizin seçdiyiniz qabaqcıl səhiyyə peşə məktəbinə daxil olmaq üçün sizi müvafiq təlim və müstəsna təhsil aldığınıza əmin olmaq istəyirik. Biz tibbə qədər, stomatologiyadan əvvəl, optometriyadan əvvəl, baytarlıqdan əvvəl, əczaçılıqdan əvvəl, fiziki müalicədən əvvəl və idmandan əvvəl tibb daxil olmaqla, səhiyyə xidmətlərində bir çox peşəkarlıqdan əvvəlki proqramlar təklif edirik. ORU tələbələri Duke Universiteti, Con Hopkins Universiteti və Vaşinqton Universiteti də daxil olmaqla 70 müxtəlif tibb məktəbinə qəbul olunublar. Həmçinin, ORU-nun 300-dən çox məzunu Birləşmiş Ştatlarda praktiki olaraq həkim işləyir.

Yeni ixtisasımız olan Tibbi Molekulyar Biologiya (MMB) insan sağlamlığı və bioloji proseslərin molekulyar səviyyədə öyrənilməsi ilə bağlıdır. Tibb, stomatologiya, əczaçılıq, optometriya və ya həkim köməkçisi kimi karyera ilə maraqlanırsınızsa, MMB ixtisası sizin üçün mükəmməl uyğun ola bilər!