honnan származnak a sejtek?
3D kép egy egércelláról a sejtosztódás végső szakaszában (telofáz). (Kép: Lothar Schermelleh)
néha véletlenül megharapja az ajkát vagy a bőrt a térdén, de néhány nap alatt a seb gyógyul. Ez varázslat? Vagy van más magyarázat?
minden nap, minden órában, minden második az élet egyik legfontosabb eseménye folyik a szervezetben-a sejtek osztódnak. Amikor a sejtek osztódnak, új sejteket hoznak létre. Egyetlen sejt osztódik, hogy két sejtet hozzon létre, majd ez a két sejt osztódik, hogy négy sejtet hozzon létre stb. Ezt a folyamatot “sejtosztódásnak” és “sejtszaporodásnak” nevezzük, mivel új sejtek keletkeznek, amikor a régi sejtek osztódnak. A sejtek osztódási képessége egyedülálló az élő szervezetek számára.
miért osztódnak a sejtek?
a sejtek több okból is osztódnak. Például, amikor a térdét bőrözi, a sejtek osztódnak a régi, halott vagy sérült sejtek helyettesítésére. A sejtek is osztódnak, így az élő dolgok növekedhetnek. Amikor az organizmusok nőnek, nem azért, mert a sejtek egyre nagyobbak. Az organizmusok azért nőnek, mert a sejtek egyre több sejtet termelnek. Az emberi testekben naponta közel két billió sejt oszlik meg.
Watch Cells divide in this time lapse video of an animal cell (top) and an E. coli bacteria cell (bottom). A videó néhány másodpercre tömöríti a 30 órás mitotikus sejtosztódást. (Videó a National Institute of Genetics)
hány sejt van a szervezetben?
te és én egy cellaként kezdtük, vagy amit tojásnak nevezünk. Mire felnőtt vagy, billió sejted lesz. Ez a szám a személy méretétől függ, de a biológusok ezt a számot körülbelül 37 billió sejtre teszik. Igen, ez billió egy ” T ” – vel.
hogyan tudják a sejtek, mikor kell osztani?
a sejtosztódásban az osztódó cellát “szülő” cellának nevezik. A szülő sejt két “lány” sejtre oszlik. A folyamat ezután megismétlődik az úgynevezett sejtciklusban.
a sejtosztódás, a rákos tüdő cella (Kép a NIH)
Sejtek szabályozzák a divízió által kommunikál egymással segítségével kémiai jeleket speciális fehérjék, úgynevezett cyclins. Ezek a jelek úgy viselkednek, mint a kapcsolók, hogy megmondják a celláknak, mikor kezdjék el az osztást, majd később, mikor hagyják abba az osztást. Fontos, hogy a sejtek osztódjanak, így növekedhet, így a vágások gyógyulnak. Az is fontos, hogy a sejtek megálljanak a megfelelő időben. Ha egy sejt nem tudja megállítani az osztódást, amikor le kell állnia, ez ráknak nevezett betegséghez vezethet.
egyes sejtek, mint például a bőrsejtek, folyamatosan osztódnak. Folyamatosan új bőrsejteket kell létrehoznunk az elveszített bőrsejtek pótlására. Tudtad, hogy percenként 30 000-40 000 elhalt hámsejtet veszítünk el? Ez azt jelenti, hogy naponta körülbelül 50 millió sejtet veszítünk el. Ez egy csomó bőrsejtek helyett, így a sejtosztódás a bőrsejtek annyira fontos. Más sejtek, mint például az ideg-és agysejtek, sokkal ritkábban oszlanak meg.
hogyan osztódnak a sejtek
a sejt típusától függően kétféle módon osztódnak meg a sejtek-mitózis és meiózis. A sejtosztódás ezen módszereinek mindegyike különleges tulajdonságokkal rendelkezik. Az egyik legfontosabb különbség a mitózisban az egyetlen sejt két olyan sejtre oszlik, amelyek egymás replikái, azonos számú kromoszómával rendelkeznek. Ez a fajta sejtosztódás jó az alapvető növekedéshez, javításhoz és karbantartáshoz. A meiózisban a sejt négy olyan sejtre oszlik,amelyek fele a kromoszómák számának. A kromoszómák számának felére csökkentése fontos a szexuális reprodukció szempontjából, és biztosítja a genetikai sokféleséget.
mitózis sejtosztódás
A mitózis a szomatikus—vagy nem reproduktív sejtek osztódása. A szomatikus sejtek alkotják a test szöveteinek és szerveinek nagy részét, beleértve a bőrt, az izmokat, a tüdőt, a bélrendszert és a hajsejteket. A reproduktív sejtek (mint a tojások) nem szomatikus sejtek.
a mitózisban fontos megjegyezni, hogy a lánysejteknek ugyanaz a kromoszómájuk és DNS-e van, mint az anyasejtnek. A mitózisból származó lánysejteket diploid sejteknek nevezik. A Diploid sejtek két teljes kromoszómakészlettel rendelkeznek. Mivel a lánysejteknek pontos másolata van a szülősejt DNS-jéről, a normál egészséges sejtekben a mitózis révén nem alakul ki genetikai sokféleség.
A mitózis sejtosztódás két genetikailag azonos lány diploid sejtet hoz létre. A mitózis főbb lépéseit itt mutatjuk be. (Kép: Mysid a Science primerből és a Biotechnológiai Információs Nemzeti központból)
A mitózis Sejtciklusa
mielőtt egy sejt elkezd osztódni, az “Interphase” – ben található.”Úgy tűnik, hogy a sejteknek folyamatosan osztódniuk kell (ne feledje, hogy minden nap 2 billió sejtosztódás van a szervezetben), de minden sejt valójában az idő nagy részét az interfázisban tölti. Az Interphase az az időszak, amikor egy sejt felkészül a sejtciklus megosztására és elindítására. Ez idő alatt a sejtek tápanyagokat és energiát gyűjtenek. A szülő sejt is készít egy másolatot a DNS-ből, hogy egyenlően megosszák a két lánysejt között.
a mitózis osztódási folyamatnak több lépése vagy fázisa van a sejtciklusnak—interphase, prophase, prometaphase, metafázis, anaphase, telophase és citokinesis—az új diploid sejtek sikeres előállításához.
a mitózis sejtciklus több fázist tartalmaz, amelyek két új diploid lánysejtet eredményeznek. Minden fázist itt kiemelünk, fluoreszcens fénymikroszkóppal mutatjuk be. Kattintson a képre, hogy többet megtudjon az egyes fázisokról. (Kép az OpenStax College módosított munka Mariana Ruiz Villareal, Roy van Heesheen, és a Wadsworth Center.)
amikor egy sejt osztódik a mitózis során, egyes organellák fel vannak osztva a két lánysejt között. Például a mitokondriumok képesek az interphase során növekedni és osztódni, így a lánysejteknek elegendő mitokondriumuk van. A Golgi készülék azonban a mitózis előtt lebomlik, és az új leánysejtek mindegyikében újra összeáll. Jelenleg kutatják a részleteket arról, hogy mi történik az organellákkal a sejtosztódás előtt, alatt és után. (A sejtrészekről és az organellákról bővebben ide kattintva olvashat.)
meiózis sejtosztódás
a meiózis a sejtek osztódásának másik fő módja. A meiózis olyan sejtosztódás, amely nemi sejteket hoz létre, például női tojássejteket vagy férfi spermiumsejteket. Mi fontos megjegyezni a meiózist? A meiózisban minden új sejt egyedi genetikai információt tartalmaz. A meiózis után a spermiumok és a petesejtek csatlakozhatnak egy új szervezet létrehozásához.
a meiózis az oka annak, hogy genetikai sokféleségünk van minden szexuálisan reprodukáló szervezetben. A meiózis során az egyes kromoszómák egy kis része elszakad, majd egy másik kromoszómához kapcsolódik. Ezt a folyamatot “átkelésnek” vagy “genetikai rekombinációnak” nevezik.”A genetikai rekombináció az oka annak, hogy a két szülő petesejtjeiből és spermiumsejtjeiből Készült teljes testvérek nagyon különbözhetnek egymástól.
A meiózis sejtciklus két fő szakaszai osztály — Meiózis én pedig Meiózis II. A meiózis végeredménye négy haploid leánysejt, amelyek mindegyike különböző genetikai információkat tartalmaz egymástól és az anyasejtektől. Kattintson további részletekért. (Kép a Science primerből a Nemzeti Biotechnológiai Információs központból.)
A Meiózis sejtciklus
Meiózis két ciklus a sejtosztódás, kényelmesen úgynevezett Meiózis én pedig Meiózis II. Meiózis nem fél a kromoszómák számának, valamint az is, amikor az átkelés történik. A meiózis II felére csökkenti a genetikai információ mennyiségét az egyes sejtek minden kromoszómájában. A végeredmény négy lánysejt, úgynevezett haploid sejtek. A Haploid sejteknek csak egy kromoszómakészlete van-a kromoszómák számának fele, mint az anyasejt.
a meiózis megkezdése előtt a sejt interphase-en megy keresztül. Csakúgy, mint a mitózisban, az anyasejt ezt az időt arra használja fel, hogy felkészüljön a sejtosztódásra a tápanyagok és energia összegyűjtésével és a DNS másolatának elkészítésével. A meiózis következő szakaszaiban ezt a DNS-t a genetikai rekombináció során átkapcsolják, majd négy haploid sejt között osztják.
tehát ne feledje, hogy a mitózis segít nekünk növekedni, a meiózis pedig miért vagyunk egyediek!
Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. Az emberi test sejtjeinek számának becslése. Lap március 14, 2014 származó https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.
eredeti állati sejt és E. Coli sejt videó a Nemzeti genetikai intézetből a Wikimedia segítségével. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv