Buněčný cyklus

Život buňky Začíná a končí mitózou. Dělení jader – karyokineze (1) Dělení cytoplazmy – cytokineze (2) 1 2

Buněčný cyklus Generační čas buňky se mění v rozmezí od: 10 minut (rýhující se vajíčko) roky (tkáňové buňky) celý život (u ner- vových buněk

Co je to mitóza? Mitóza je typ buněčného dělení, jehož úkolem je zajistit rovnoměrné předání nezredukované genetické informace dceřiným buňkám. Při mitóze předchází samotnému rozdělení buňky složitý proces rozdělení buněčného jádra, při kterém zůstává v dceřinných jádrech zachován počet chromozómů.

jádro póry v jaderné membráně sít laminu (inter. filam. vyztužuje jadernou membránu jaderná membrána jadérko 12:00

Pohlavní chromozomy X a Y

chromosom – strukturní jednotka eukaryotické buňky, tvořený lineární molekulou DNA a proteiny - histony chromatida – jedna kopie replikovaného chromosomu, vytváří se v S-fázi sesterské chromatidy – kopie jednoho chromosomu spojené v oblasti centromer

Stavba chromozómu

Chromozomová mapa člověka Karyotyp Chromozomová mapa člověka

Mutace chromozomů - trizómie Downův syndrom

generační cyklus buňky sled dějů vedoucích k dělení buňky 4 fáze – G1, S, G2, M G1 – růst buňky, příprava na replikaci DNA (2n) S – replikace DNA (2n  4n) G2 – příprava na mitosu (4n) M – mitosa (4n  2 x 2n) terminálně diferencované buňky se přestávají dělit a vstupují do tzv G0 fáze

S-fáze =replikace DNA replikace DNA: souhra činností mnoha enzymů nejdůležitější: DNA-polymeráza –syntéza DNA (z ATP, GTP, CTP, TTP) helikáza – rozplétání dvoušroubovice DNA ligáza – ligace (svazování) kousků DNA primáza – syntéza primeru replikace – semikonzervativní (každé z vláken dvoušroubovice slouží jako matrice) - založená na principu komplementarity bází (G≡C a A=T)

12:00

Mitosa 12:00

mitosa rostlinné buňky 12:00

Fáze mitózy - animace Interfáze Profáze Prometafáze Metafáze Anafáze Telofáze Cytokineze

Profáze Během této fáze dochází ke spiralizaci vláken DNA a diferenciaci chromozómů, u kterých jsou patrné dvě chromatidy. V závěru této fáze se rozpadá jaderná membrána a chromozómy se rozptylují. Pokud je v buněčné plazmě obsažen centrozom, rozdělí se a takto rozdělené centrozomy se začnou vzdalovat a vytvářet dělící vřeténko.

Profáze

Metafáze Chromozómy se seskupují v ekvatoriální rovině buňky a vzniká tak charakteristická metafázová destička. Tato fáze je nejvhodnější pro pozorování chromozómů a cytogenetická vyšetření. Pokud buňka obsahuje dělící vřeténko, je již plně vyvinuto.

Metafáze

Anafáze Chromozómy jsou v oblasti centromer napojeny na vlákna vycházející z opačných pólů dělícího vřeténka. Následně se rozpadají centromery na dvě části, každá s jednou chromatidou, které jsou zkracováním vláken přitahovány k opačným pólům vřeténka a tudíž do odlišných částí buňky.

Anafáze

Telofáze Chromozómy jsou nahloučeny u buněčných pólů a despiralizují se, vytváří se kolem nich jaderná membrána. Na konci telofáze dochází k zaškrcení buňky a vzniku dvou dceřinných buněk, každé připadne jedno nové jádro.

Telofáze

Meioza - redukční dělení Redukční dělení pohlavních buněk Pohlavní buňky – gamety Z jedné mateřské buňky vznikají 4 buňky dceřiné. Tvorba spermii – spermatogeneze Tvorba vajíček – oogeneze Gamety musí mít poloviční počet chromozómů – označuje se jako 1n (haploidní).

Meioza Z původní mateřské buňky vznikají 4 buňky dceřiné s polovičním počtem chromozomů.

meiosa redukční dělení: diploidní (2n) haploidní (n) tvorba pohlavních buněk (gamet) dvě po sobě jdoucí dělení, ale pouze jedna replikace dvě hlavní fáze – meiosa I a meiosa II (obě se dále dělí na profázi, metafázi, …) mechanismy dělení analogické mitose

profáze I – seskupení homologních chromosomů do bivalentu metafáze I – crossing-over anafáze I – oddělení homologních chromosomů telofáze I – vznik haploidních buněk profáze II- navazuje hned na telofázi I, stejná jako v mitose metafáze, anafáze i telofáze II jsou obdobné mitotickým

Proč redukční dělení? Po splynutí gamet vzniká zygota. Zygota je první buňka nového organismu. Spermie (1 n chrom.), vajíčko (1 n chrom.) Spermie + vajíčko = zygota Zygota = 2 n chromozomů – diploidní počet Zygota se dělí mitózou a vytvářejí se tělní buňky s počtem 2 n chromozómů. Rýhováním zygoty vzniká embryo.

Spermatogeneze 2n n primární spermatocyt sekundární spermatocyty 1. meiotické dělení 2. meiotické dělení primární spermatocyt sekundární spermatocyty spermie 2n Spermatogeneze

Oogeneze 2n n primární oocyt pólové tělísko sekundární oocyt 1. meiotické dělení 2. meiotické dělení primární oocyt sekundární oocyt zralý oocyt (vajíčko) 2n pólová tělíska pólové tělísko Oogeneze

1 Průběh meiózy 1.1 Heterotypické dělení 1.2 Homeotypické dělení 1.1.1 Profáze I 1.1.1.1 Leptotene 1.1.1.2 Zygotene 1.1.1.3 Pachytene 1.1.1.4 Diplotene 1.1.1.5 Diakineze 1.1.2 Metafáze I 1.1.3 Anafáze I 1.1.4 Telofáze I 1.2 Homeotypické dělení

Heterotypické dělení Během heterotypického dělení (resp. Meióza I) dochází k redukci počtu chromozómů (přesněji chromozómových sad), dceřinné buňky mají jen polovinu chromozómů oproti rodičovské. Následně se pak dělí znovu, tentokráte homeotypicky (mitóze podobně) koncipovaným dělením.

Profáze I

Metafáze I

Anafáze I Dvouchromatidové chromozomy se rozcházejí k opačným pólům buňky - jsou přitahovány pomocí dělícího vřeténka. Chromozomy se před tím seskupily ve středové -ekvatoriální- rovině buňky.

Telofáze I U protilehlých pólů buňky se seskupují haploidní sady chromozomů. Následuje zaškrcení a rozdělení buňky(cytokineze).

Homeotypické dělení Homotypické dělení (resp. Meióza II, Ekvační dělení) je v podstatě shodné s mitózou, jen k němu dochází za haploidní sady chromozomů. Dělí se na profázi II, metafázi II, anafázi II a telofázi II, má stejný průběh jako mitóza.

Homeotypické dělení Homotypické dělení (resp. Meióza II, Ekvační dělení) je v podstatě shodné s mitózou, jen k němu dochází za haploidní sady chromozomů. Dělí se na profázi II, metafázi II, anafázi II a telofázi II, má stejný průběh jako mitóza.

Profáze II

Metafáze II

Anafáze II

Telofáze II

Srovnání mitózy a meiozy Meioza 4 nové buňky s polovičním počtem chromozomů haploidní počet=1 n Mitoza 2 nové buňky se stejným počtem chromozomů diploidní počet=2 n

cytokineze -rozdělení obsahu mateřské buňky mezi dceřinné - vznik kontrakčního kroužku (z aktinu a myosinu II) v ekvatoriální rovinně zaškrcování buňky 12:00

Použité zdroje http://www.cellsalive.com/mitosis.htm http://cs.wikipedia.org/wiki/Mit%C3%B3za Kubišta V.: Obecná biologie. Fortuna, Praha, 2000 SOŠS a SOU Kadaň