מיטוזיס (קריוקינזיס, חלוקה עקיפה) הוא תהליך חלוקה של הגרעין של תאי אדם, בעלי חיים וצמחים, ואחריו חלוקה של הציטופלזמה של התא. במהלך חלוקה של גרעין של תא (ראה) להבחין בכמה שלבים. בגרעין, שנמצא בתקופה שבין חלוקת התא (אינטרפאזה), (ראה) מיוצגים בדרך כלל על ידי חוטים דקים וארוכים (איור, א), השזורים זה בזה; קליפת הגרעין והגרעין נראים בבירור.
הגרעין בשלבים שונים של מיטוזה: a - גרעין לא מחלק בין פאזי; ב - ד - שלב הפרופזה; e - שלב המטאפאזה; e - שלב של אנפאזה; g ו-h - שלב טלופזה; וכן - היווצרות שני גרעיני בת.
בשלב הראשון של המיטוזה, מה שנקרא פרופאזה, הכרומוזומים הופכים נראים בבירור (איור, ב-ד), הם מתקצרים ומתעבים, מופיע פער לאורך כל כרומוזום, המחלק אותו לשני חלקים הדומים לחלוטין זה לזה, בשל כך כל כרומוזום כפול. בשלב הבא של המיטוזה - מטאפאזה, המעטפת הגרעינית נהרסת, הגרעין מתמוסס ונמצא שהכרומוזומים שוכבים בציטופלזמה של התא (איור, ה). כל הכרומוזומים מסודרים בשורה אחת לאורך קו המשווה, ויוצרים את מה שנקרא לוח המשווה (שלב הכוכבים). גם הצנטרוזום עובר שינויים. הוא מחולק לשני חלקים, מתפצלים לכיוון הקטבים של התא, ביניהם נוצרים חוטים, היוצרים ציר אכרומטי דו-חרוטי (איור, e. f).
מיטוזיס (מיוונית מיטוס - חוט) היא חלוקת תאים עקיפה, המורכבת מהתפלגות אחידה של מספר כפול של כרומוזומים בין שני תאי בת שנוצרו (איור). שני סוגי מבנים מעורבים בתהליך המיטוזה: כרומוזומים והמנגנון האכרומטי, הכולל מרכזי תאים וציר (ראה תא).
ייצוג סכמטי של גרעין הבין-פאזי ושלבים שונים של מיטוזה: 1 - אינטרפאזי; 2 - פרופסה; 3 - פרומטפאזה; 4 ו-5 - מטאפאזה (4 - מבט מקו המשווה, 5 - מבט מהקוטב של התא); 6 - אנפאזה; 7 - טלופאז; 8 - טלופזה מאוחרת, תחילת השחזור של הגרעינים; 9 - תאי בת בתחילת האינטרפאזה; NW - מעטפת גרעינית; YAK - גרעין; XP - כרומוזומים; C - צנטרול; B - ציר.
השלב הראשון של המיטוזה - פרופאזה - מתחיל בהופעה בגרעין התא של חוטים דקים - כרומוזומים (ראה). כל כרומוזום פרופאזה מורכב משתי כרומטידות צמודות זו לזו באורך; אחד מהם הוא הכרומוזום של תא האם, השני נוצר לאחרונה עקב שכפול ה-DNA שלו על ה-DNA של כרומוזום האם ב-interphase (הפוגה בין שתי מיטוזות). עם התקדמות הפרופזה, הכרומוזומים מתגלגלים, וכתוצאה מכך הם מתקצרים ומתעבים. הגרעין נעלם לקראת סוף הפרופזה. בפרופאזה מתרחשת גם התפתחות מנגנון האכרומטין. בתאי בעלי חיים, מרכזי תאים (צנטריולים) מתפצלים; סביבם בציטופלזמה יש אזורים השוברים מאוד אור (צנטרוספרות). תצורות אלה מתחילות להתפצל בכיוונים מנוגדים, ויוצרות שני קטבים של התא עד סוף הפרופזה, אשר בשלב זה מקבל לעתים קרובות צורה כדורית. צנטריולים נעדרים בתאים של צמחים גבוהים יותר.
פרומטפאזה מאופיינת בהיעלמות הממברנה הגרעינית ובהיווצרות מבנה חוטי בצורת ציר (ציר אכרומטין) בתא, שחלק מהחוטים שלו מחברים את קטבי המנגנון האכרומטי (חוטים בין-זוניים), ואחרים - כל אחד של שתי הכרומטידות עם קטבים מנוגדים של התא (משיכת חוטים). כרומוזומים השוכבים באופן אקראי בגרעין הפרופזה מתחילים לנוע לאזור המרכזי של התא, שם הם ממוקמים במישור המשווני של הציר (מטאקינזיס). שלב זה נקרא מטאפאזה.
במהלך אנפאזה, בני הזוג של כל זוג כרומטידות נפרדים לקטבים מנוגדים של התא עקב התכווצות החוטים המושכים של הציר. מאותו זמן ואילך, כל כרומטיד נקרא ככרומוזום בת. הכרומוזומים שהתפצלו אל הקטבים מורכבים לקבוצות קומפקטיות, מה שאופייני לשלב הבא של המיטוזה - טלופאז. במקרה זה, הכרומוזומים מתחילים להתייאש בהדרגה, ומאבדים את המבנה הצפוף שלהם; מעטפת גרעינית מופיעה סביבם - מתחיל תהליך השחזור של הגרעינים. ישנה עלייה בנפח הגרעינים החדשים, נוקלאולי מופיעים בהם (תחילת האינטרפאזה, או השלב של "גרעין המנוחה").
תהליך ההפרדה של החומר הגרעיני של התא - קריוקינזיס - מלווה בחלוקת הציטופלזמה (ראה) - ציטוקינזיס. תאי בעלי חיים ב-telophase באזור אזור המשווה מפתחים התכווצות, אשר, העמקה, מובילה לחלוקת הציטופלזמה של התא המקורי לשני חלקים. בתאי צמחים במישור המשווני נוצרת מחיצת תאים מחוקים קטנים של הרשת האנדופלזמית, המפרידה בין שני גופי תאים חדשים זה מזה.
באופן עקרוני, קרוב למיטוזה הוא אנדומיטוזיס, כלומר תהליך הכפלת מספר הכרומוזומים בתאים, אך ללא הפרדת הגרעינים. בעקבות אנדומיטוזיס יכולה להתרחש חלוקה ישירה של גרעינים ותאים, מה שנקרא אמיטוזיס.
ראה גם קריוטיפ, גרעין.
מיטוזיס מחולקת באופן קונבנציונלי לארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה.
פרופאזה.שני הצנטריולים מתחילים להתפצל לעבר קטבים מנוגדים של הגרעין. הקרום הגרעיני נהרס; במקביל, חלבונים מיוחדים משתלבים ויוצרים מיקרוטובולים בצורת חוטים. לצנטריולים, הממוקמים כעת בקטבים מנוגדים של התא, יש השפעה מארגנת על המיקרוטובולים, שכתוצאה מכך מסתדרים בצורה רדיאלית ויוצרים מבנה המזכיר במראהו פרח אסטר ("כוכב"). חוטים אחרים של מיקרוטובולים משתרעים מצנטרול אחד לאחר, ויוצרים ציר ביקוע. בשלב זה, הכרומוזומים מסתחררים וכתוצאה מכך מתעבים. הם נראים בבירור תחת מיקרוסקופ אור, במיוחד לאחר צביעה. קריאת מידע גנטי ממולקולות DNA הופכת לבלתי אפשרית: סינתזת ה-RNA נפסקת, הגרעין נעלם. בפרופאזה, הכרומוזומים מתפצלים, אך הכרומטידות עדיין נשארות מחוברות בזוגות באזור הצנטרומר. לצנטרומרים יש גם השפעה מארגנת על חוטי הציר, הנמתחים כעת מצנטרול לצנטרומר וממנו לצנטרול אחר.
מטאפאזה.במטאפאזה, הספירליזציה של הכרומוזומים מגיעה למקסימום, והכרומוזומים המקוצרים ממהרים לקו המשווה של התא, כשהם ממוקמים במרחק שווה מהקטבים. נוצר צלחת משוונית, או מטאפאזה.בשלב זה של מיטוזה, מבנה הכרומוזומים נראה בבירור, קל לספור אותם וללמוד את המאפיינים האישיים שלהם. לכל כרומוזום יש אזור של התכווצות ראשונית - הצנטרומר, שאליו מחוברים חוט הציר והזרועות בזמן מיטוזה. בשלב המטאפאזה, הכרומוזום מורכב משתי כרומטידות המחוברות זו לזו רק באזור הצנטרומר.
אורז. 1. מיטוזה של תא צמחי. אבל - interphase;
ב, ג, ד, ד-נבואה; ה, W-metaphase; 3, אני - אנפאזה; ק, ל, M-telophase
בְּ אנפאזההצמיגות של הציטופלזמה יורדת, הצנטרומרים נפרדים, ומרגע זה והלאה, הכרומטידות הופכות לכרומוזומים עצמאיים. סיבי הציר המחוברים לצנטרומרים מושכים את הכרומוזומים אל קטבי התא, בעוד שזרועות הכרומוזומים עוקבות אחר הצנטרומר באופן פסיבי. לפיכך, באנפאזה, הכרומטידות של הכרומוזומים הכפולים שעדיין נמצאים באינטרפאזה מתפצלות בדיוק לכיוון הקטבים של התא. ברגע זה, יש שתי קבוצות דיפלואידיות של כרומוזומים (4n4c) בתא.
טבלה 1. מחזור מיטוטי ומיטוזה
| שלבים | התהליך המתרחש בתא | |
| Interphase | תקופה פרה-סינתטית (G1) | סינתזת חלבון. RNA מסונתז על מולקולות DNA לא מפותלות |
| מְלָאכוּתִי תקופה (S) | סינתזת DNA היא הכפלה עצמית של מולקולת ה-DNA. בניית הכרומטיד השני, אליו עוברת מולקולת ה-DNA החדש שנוצרה: מתקבלים כרומוזומים דו-כרומטיים | |
| תקופה פוסט-סינתטית (G2) | סינתזת חלבון, אגירת אנרגיה, הכנה לחלוקה | |
| שלבים מיטוזה | פרופאזה | כרומוזומים דו-כרומטידיים מסתחררים, נוקלאולי מתמוססים, צנטריולים מתפצלים, קרום גרעיני מתמוסס, נוצרים סיבי ציר |
| מטאפאזה | חוטי ציר מתחברים לצנטרומרים של כרומוזומים, כרומוזומים דו-כרומטידיים מרוכזים בקו המשווה של התא | |
| אנפאזה | צנטרומרים מתחלקים, כרומוזומים כרומטידיים בודדים נמתחים על ידי חוטי ציר אל הקטבים של התא | |
| טלופאז | כרומוזומים חד-כרומטידיים מנוזלים, הגרעין נוצר, המעטפת הגרעינית משוחזרת, מחיצה בין תאים מתחילה להיווצר בקו המשווה, חוטי ציר הביקוע מתמוססים |
בְּ טלופאזכרומוזומים להירגע, להתייאש. המעטפת הגרעינית נוצרת ממבני הממברנה של הציטופלזמה. בשלב זה, הגרעין משוחזר. זה משלים את חלוקת הגרעין (קריוקינזיס), ואז מתרחשת החלוקה של גוף התא (או ציטוקינזיס). כאשר תאי בעלי חיים מתחלקים, מופיע תלם על פני השטח שלהם במישור המשווני, המעמיק ומחלק את התא בהדרגה לשני חצאים - תאי בת, שלכל אחד מהם יש גרעין. בצמחים, החלוקה מתרחשת באמצעות יצירת מה שנקרא לוחית תא שמפרידה בין הציטופלזמה: היא מתעוררת באזור המשווני של הציר, ואז גדלה לכל הכיוונים, מגיעה לדופן התא (כלומר, צומחת מבפנים החוצה) . לוחית התא נוצרת מחומר המסופק על ידי הרשת האנדופלזמית. ואז כל אחד מתאי הבת יוצר קרום תא בצדו ולבסוף נוצרים דופנות תאי תאית משני צידי הצלחת. תכונות של מהלך המיטוזה בבעלי חיים וצמחים מוצגות בטבלה 2.
טבלה 2. תכונות של מיטוזה בצמחים ובעלי חיים
כך נוצרים שני תאי בת מתא אחד, שבו המידע התורשתי מעתיק בדיוק את המידע הכלול בתא האם. החל מהחלוקה המיטוטית הראשונה של ביצית מופרית (זיגוטה), כל תאי הבת שנוצרו כתוצאה ממיטוזה מכילים את אותה קבוצת כרומוזומים ואותם גנים. לכן, מיטוזה היא שיטה לחלוקת תאים, המורכבת מהתפלגות מדויקת של החומר הגנטי בין תאי הבת. כתוצאה ממיטוזה, שני תאי הבת מקבלים קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים.
כל תהליך המיטוזה לוקח ברוב המקרים בין שעה לשעתיים. תדירות המיטוזה ברקמות שונות ובמינים שונים שונה. לדוגמה, במח העצם האדום האנושי, שבו נוצרים 10 מיליון תאי דם אדומים בכל שנייה, 10 מיליון מיטוזות אמורות להתרחש בכל שנייה. וברקמת העצבים, מיטוזות נדירות ביותר: למשל, במערכת העצבים המרכזית, תאים בעצם מפסיקים להתחלק כבר בחודשים הראשונים לאחר הלידה; ובמח העצם האדום, בדופן האפיתל של מערכת העיכול, ובאפיתל של צינוריות הכליה, הם מתחלקים לשארית החיים.
ויסות מיטוזה, שאלת מנגנון הטריגר של מיטוזה.
הגורמים הגורמים לתא למיטוזה אינם ידועים בדיוק. אבל הוא האמין כי הגורם של היחס בין נפחי הגרעין והציטופלזמה (יחס פלזמה גרעינית) ממלא תפקיד חשוב. על פי כמה דיווחים, תאים גוססים מייצרים חומרים שיכולים לעורר חלוקת תאים. גורמי החלבון האחראים על המעבר לשלב M זוהו בתחילה על סמך ניסויי היתוך תאים. היתוך של תא בכל שלב של מחזור התא עם תא בשלב M מוביל לכניסה של גרעין התא הראשון לשלב M. המשמעות היא שבתא בשלב M קיים גורם ציטופלזמי המסוגל להפעיל את שלב M. מאוחר יותר, גורם זה התגלה בפעם השנייה בניסויים בהעברת ציטופלזמה בין ביציות של צפרדע בשלבי התפתחות שונים וזכה לשם הגורם המקדם הבשלה (MPF). מחקר נוסף של MPF הראה כי קומפלקס חלבון זה קובע את כל האירועים של שלב M. האיור מראה כי פירוק קרום גרעיני, עיבוי כרומוזומים, הרכבת ציר וציטוקינזיס מוסדרים על ידי MPF.
מיטוזיס מעוכבת על ידי טמפרטורה גבוהה, מינונים גבוהים של קרינה מייננת ופעולת רעלים צמחיים. רעל אחד כזה נקרא קולכיצין. בעזרתו, אתה יכול לעצור את המיטוזה בשלב של לוח המטאפאזה, המאפשר לך לספור את מספר הכרומוזומים ולתת לכל אחד מהם מאפיין אינדיבידואלי, כלומר לבצע קריוטיפ.
אמיטוזיס (מיוונית a - חלקיק שלילי ומיטוזה)- חלוקה ישירה של גרעין הבין-פאזי על ידי קשירה ללא טרנספורמציה של כרומוזומים. במהלך אמיטוזיס, אין סטייה אחידה של כרומטידות לקטבים. וחלוקה זו אינה מבטיחה היווצרות של גרעינים ותאים שווים מבחינה גנטית. בהשוואה למיטוזה, אמיטוזיס הוא תהליך קצר וחסכוני יותר. חלוקה אמיטוטית יכולה להתבצע בכמה דרכים. הסוג הנפוץ ביותר של אמיטוזיס הוא קשירת הגרעין לשניים. תהליך זה מתחיל בחלוקת הגרעין. ההיצרות מעמיקה, והגרעין מתחלק לשניים. לאחר מכן, החלוקה של הציטופלזמה מתחילה, אך זה לא תמיד קורה. אם אמיטוזיס מוגבלת רק על ידי חלוקה גרעינית, אז זה מוביל להיווצרות של תאים דו- ורב-גרעיניים. במהלך אמיטוזיס, יכולים להתרחש גם ניצנים וקיטוע של גרעינים.
תא שעבר אמיטוזיס אינו מסוגל לאחר מכן להיכנס למחזור מיטוטי תקין.
אמיטוזיס נמצא בתאים של רקמות צמחים ובעלי חיים שונים. בצמחים, חלוקה אמיטוטית שכיחה למדי באנדוספרם, בתאי שורש מיוחדים ובתאים של רקמות אגירה. אמיטוזיס נצפית גם בתאים מיוחדים מאוד עם פגיעה בכדאיות או ניוון, בתהליכים פתולוגיים שונים כמו גדילה ממאירה, דלקת וכו'.
התא מתרבה על ידי חלוקה. ישנם שני סוגי חלוקה: מיטוזה ומיוזה.
מיטוזה(מיוונית מיטוס - חוט), או חלוקת תאים עקיפה, הוא תהליך מתמשך, שכתוצאה ממנו מתרחשת תחילה הכפלה, ולאחר מכן חלוקה אחידה של החומר התורשתי הכלול בכרומוזומים בין שני התאים שנוצרו. זו המשמעות הביולוגית שלו. חלוקת הגרעין גוררת חלוקה של התא כולו. תהליך זה נקרא ציטוקינזיס (מיוונית ציטוס - תא).
מצבו של תא בין שתי מיטוזות נקרא interphase, או interkinesis, וכל השינויים המתרחשים בו במהלך ההכנה למיטוזה ובתקופת החלוקה נקראים מחזור מיטוטי, או התא.
לתאים שונים יש מחזורים מיטוטיים שונים. רוב הזמן, התא נמצא במצב של interkinesis; מיטוזה נמשכת זמן קצר יחסית. במחזור המיטוטי הכללי, המיטוזה עצמה לוקחת 1/25-1/20 מהזמן, וברוב התאים היא נמשכת בין 0.5 לשעתיים.
עובי הכרומוזומים כה קטן שכאשר בוחנים את גרעין הבין-פאזי במיקרוסקופ אור, הם אינם נראים, ניתן להבחין רק בגרגרי כרומטין בצמתים של פיתולם. מיקרוסקופ האלקטרונים איפשר לזהות כרומוזומים בגרעין הלא מתחלק, למרות שבאותה תקופה הם ארוכים מאוד ומורכבים משני גדילים של כרומטידות, שכל אחת מהן בקוטר של 0.01 מיקרון בלבד. כתוצאה מכך, הכרומוזומים בגרעין אינם נעלמים, אלא מקבלים צורה של חוטים ארוכים ודקים שכמעט בלתי נראים.
במהלך המיטוזה, הגרעין עובר ארבעה שלבים עוקבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה.
פרופאזה(מהיוונית פרו - מוקדם יותר, פאזה - ביטוי). זהו השלב הראשון של החלוקה הגרעינית, במהלכו מופיעים בתוך הגרעין יסודות מבניים הנראים כמו חוטים כפולים דקים, מה שהוביל לשם של סוג זה של החלוקה - מיטוזה. כתוצאה מהספיראליזציה של הכרומונמים, הכרומוזומים בפרופזה הופכים צפופים יותר, מתקצרים ונראים בבירור. בסוף הפרופזה, אפשר לראות בבירור שכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות שנמצאות במגע הדוק זו עם זו. בעתיד, שתי הכרומטידות מחוברות על ידי אתר משותף - הצנטרומר ומתחילות לנוע בהדרגה לעבר קו המשווה התאי.
באמצע או בסוף הפרופזה, הממברנה הגרעינית והנוקלאולי נעלמים, הצנטרולים מכפילים ונעים לכיוון הקטבים. מהחומר של הציטופלזמה והגרעין מתחיל להיווצר ציר החלוקה. הוא מורכב משני סוגים של חוטים: תומך ומושך (כרומוזום). החוטים התומכים מהווים את הבסיס של הציר; הם נמתחים מקוטב אחד של התא למשנהו. חוטי משיכת חוטים מחברים את הצנטרומרים הכרומטידים לקטבי התא ובהמשך מבטיחה את תנועת הכרומוזומים לעברם. המנגנון המיטוטי של התא רגיש מאוד להשפעות חיצוניות שונות. בהשפעת קרינה, כימיקלים וטמפרטורה גבוהה, ניתן להרוס את ציר התא, ומתרחשות כל מיני אי סדרים בחלוקת התא.
מטאפאזה(מיוונית meta - אחרי, פאזה - ביטוי). במטאפאזה, הכרומוזומים דחוסים מאוד ורוכשים צורה מסוימת האופיינית למין זה. כרומטידות הבת בכל זוג מופרדות על ידי חריץ אורכי הנראה בבירור. רוב הכרומוזומים הופכים דו-זרועיים. מקום ההטיה - הצנטרומר - הם מחוברים לחוט הציר. כל הכרומוזומים ממוקמים במישור המשווני של התא, קצוותיהם החופשיים מכוונים לכיוון מרכז התא. זה הזמן שבו הכי טוב לצפות ולספור את הכרומוזומים. גם ציר התא נראה מאוד בבירור.
אנפאזה(מיוונית אנה - למעלה, פאזה - ביטוי). באנפאזה, לאחר חלוקת הצנטרומר, הכרומטידות, שהפכו כעת לכרומוזומים נפרדים, מתחילות להיפרד לקטבים מנוגדים. במקרה זה, הכרומוזומים נראים כמו ווים שונים, קצותיהם פונים למרכז התא. מכיוון ששתי כרומטידות זהות לחלוטין עלו מכל כרומוזום, מספר הכרומוזומים בשני תאי הבת שנוצרו יהיה שווה למספר הדיפלואידי של תא האם המקורי.
תהליך חלוקת הצנטרומרים ותנועה לקטבים שונים של כל הכרומוזומים הזוגיים החדשים שנוצרו הוא סינכרוני בצורה יוצאת דופן.
בתום האנפאזה, החוטים הכרומונאליים מתחילים להתפרק, והכרומוזומים שעברו אל הקטבים אינם נראים עוד כל כך בבירור.
טלופאז(מהיוונית telos - סוף, שלב - ביטוי). בטלופזה, הדה-ספיראליזציה של חוטי הכרומוזומים נמשכת, והכרומוזומים הופכים בהדרגה לדקים וארוכים יותר, ומתקרבים למצב שבו היו בפרופאזה. מסביב לכל קבוצת כרומוזומים נוצרת מעטפת גרעינית, נוצר גרעין. במקביל, מסתיימת חלוקת הציטופלזמה ומופיעה מחיצת תאים. שני תאי הבת החדשים נכנסים לתקופת הבין-פאזית.
כל תהליך המיטוזה, כפי שכבר צוין, אורך לא יותר משעתיים. משכו תלוי בסוג ובגיל התאים, כמו גם בתנאים החיצוניים שבהם הם נמצאים (טמפרטורה, אור, לחות אוויר וכו' .). טמפרטורות גבוהות, קרינה, תרופות שונות ורעלים צמחיים (קולכיצין, אצנפטן וכו') משפיעים לרעה על המהלך התקין של חלוקת התא.
חלוקת תאים מיטוטיים מאופיינת ברמה גבוהה של דיוק ושלמות. מנגנון המיטוזה נוצר ושופר במהלך מיליוני שנים רבות של התפתחות אבולוציונית של אורגניזמים. במיטוזה, אחד המאפיינים החשובים ביותר של התא כמערכת ביולוגית חיה בעלת שליטה עצמית ומתרבה בעצמה מוצאת את ביטויה.
אם אתה מוצא שגיאה, אנא סמן קטע טקסט ולחץ Ctrl+Enter.
ישנם ארבעה שלבים של מיטוזה: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. בְּ נבואהנראה בבירור צנטריולים- תצורות הממוקמות במרכז התא ומשחקות תפקיד בחלוקת כרומוזומי הבת של בעלי חיים. (נזכיר שלצמחים גבוהים יותר אין צנטריולים במרכז התא, מה שמארגן את חלוקת הכרומוזומים). נשקול מיטוזה באמצעות הדוגמה של תא חיה, שכן נוכחותו של צנטרול הופכת את תהליך חלוקת הכרומוזומים לברור יותר. צנטרולים מתחלקים ומתפצלים לקטבים שונים של התא. מיקרו-צינוריות משתרעות מהצנטריולים, ויוצרות סיבי ציר, המווסתים את ההתפצלות של הכרומוזומים אל הקטבים של התא המתחלק.
בסוף הפרופזה, קרום הגרעין מתפרק, הגרעין נעלם בהדרגה, הכרומוזומים מתגלגלים וכתוצאה מכך מתקצרים ומתעבים, וכבר ניתן לצפות בהם במיקרוסקופ אור. הם נראים אפילו טוב יותר בשלב הבא של מיטוזה - מטאפאזה.
במטאפאזה, הכרומוזומים ממוקמים במישור המשווני של התא. ניתן לראות בבירור שלכל כרומוזום, המורכב משתי כרומטידות, יש התכווצות - צנטרומר. הכרומוזומים מחוברים על ידי הצנטרומרים שלהם לחוט הציר. לאחר חלוקת הצנטרומר, כל כרומטיד הופך לכרומוזום בת עצמאי.
ואז מגיע השלב הבא של מיטוזה - אנפאזה, שבמהלכם מתפצלים כרומוזומי הבת (כרומטידות של כרומוזום אחד) לקטבים שונים של התא.
השלב הבא של חלוקת התא הוא טלופאז. זה מתחיל לאחר שכרומוזומי הבת, המורכבים מכרומטיד אחד, הגיעו לקטבים של התא. בשלב זה, הכרומוזומים שוב נואשים ומקבלים את אותה צורה שהייתה להם לפני שהחלה חלוקת התא ב-interphase (חוטים ארוכים ודקים). סביבם נוצרת מעטפת גרעינית ונוצר גרעין בגרעין שבו מסונתזים ריבוזומים. בתהליך חלוקת הציטופלזמה, כל האברונים (מיטוכונדריה, קומפלקס גולגי, ריבוזומים וכו') מפוזרים פחות או יותר באופן שווה בין תאי הבת.
כך, כתוצאה ממיטוזה, מתקבלים שני תאים מתא אחד, שלכל אחד מהם יש מספר וצורה אופייניים של כרומוזומים עבור סוג נתון של אורגניזם, וכתוצאה מכך, כמות קבועה של DNA.
כל תהליך המיטוזה אורך בממוצע 1-2 שעות.משכו שונה במקצת עבור סוגי תאים שונים. זה תלוי גם בתנאי הסביבה החיצונית (טמפרטורה, משטר אור ואינדיקטורים אחרים).
המשמעות הביולוגית של מיטוזה טמונה בעובדה שהיא מבטיחה את הקביעות של מספר הכרומוזומים בכל תאי הגוף. כל התאים הסומטיים נוצרים כתוצאה מחלוקה מיטוטית, המבטיחה את צמיחת האורגניזם. בתהליך המיטוזה, חומרי הכרומוזומים של תא האם מחולקים באופן שווה בהחלט בין שני תאי הבת הנובעים ממנו. כתוצאה ממיטוזה, כל תאי הגוף מקבלים את אותו מידע גנטי.
- 1) בפרופאזה נפח הגרעין גדל, ובשל הספירליזציה של הכרומטין נוצרים כרומוזומים. בסוף הפרופזה נראה שכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות. בהדרגה, הגרעינים והממברנה הגרעינית מתמוססים, והכרומוזומים ממוקמים באופן אקראי בציטופלזמה של התא. בציטופלזמה של התא יש גוף גרגירי קטן הנקרא צנטרול. בתחילת הפרופזה, הצנטריול מתחלק, והצנטריולים הבת עוברים לקצוות מנוגדים של התא. חוטים דקים בצורת קרניים יוצאים מכל צנטרול ויוצרים כוכב; נוצר ציר בין הצנטריולים, המורכב ממספר חוטים פרוטופלסמיים הנקראים חוטי ציר. חוטים אלו בנויים מחלבון הדומה בתכונותיו לחלבונים המתכווצים של סיבי השריר. הם מסודרים בצורה של שני קונוסים מקופלים מבסיס לבסיס, כך שהציר צר בקצוות, או בקטבים, ליד הצנטריולים, ורחב במרכז, או בקו המשווה. חוטי הציר נמתחים מקו המשווה אל הקטבים; הם מורכבים מהפרוטופלזמה הצפופה יותר של הגרעין. הציר הוא מבנה ספציפי: בעזרת מיקרומניפולטור ניתן להחדיר מחט דקה לתא ולהזיז איתה את הציר. צירים מבודדים מתאי חלוקה מכילים חלבון, בעיקר סוג אחד של חלבון, כמו גם כמות קטנה של RNA. ככל שהצנטריולים נפרדים והציר נוצר, הכרומוזומים בגרעין מתקצרים, נעשים קצרים יותר ועבים יותר. אם קודם לכן לא ניתן היה לראות שהם מורכבים משני אלמנטים, עכשיו זה מורגש בבירור.
- 2) פרומטפאזה מתחילה בהתפרקות המהירה של המעטפת הגרעינית לשברים קטנים שלא ניתן להבחין בהם משברים של הרשת האנדופלזמית. כרומוזומים בכל צד של הצנטרומר בפרומטפאזה יוצרים מבנים מיוחדים הנקראים קינטוכורים. הם מתחברים לקבוצה מיוחדת של מיקרוטובולים הנקראים חוטי kinetochore או kinetochore microtubules. חוטים אלה משתרעים משני הצדדים של כל כרומוזום, פועלים בכיוונים מנוגדים ומקיימים אינטראקציה עם החוטים של הציר הדו-קוטבי. במקרה זה, הכרומוזומים מתחילים לנוע בצורה אינטנסיבית.
- 3) מטאפאזה. כרומטידות מחוברות לסיבי ציר על ידי קינטוכורים. לאחר חיבור לשני הצנטרוזומים, הכרומטידות נעות לעבר קו המשווה של הציר עד שהצנטרומרים שלהן מסתדרים לאורך קו המשווה של הציר בניצב לציר שלו. זה מאפשר לכרומטידות לנוע בחופשיות לעבר הקטבים שלהן. מיקום הכרומוזומים האופייניים למטאפאזה חשוב מאוד להפרדת הכרומוזומים, כלומר. הפרדה של כרומטידות אחיות. אם כרומוזום אינדיבידואלי "מאט" בתנועתו לכיוון קו המשווה של הציר, תחילתה של אנפאזה מתעכבת בדרך כלל גם כן. המטאפאזה מסתיימת בהפרדה של כרומטידות אחיות.
- 4) אנפאזה נמשכת בדרך כלל רק כמה דקות. אנפאזה מתחילה בפיצול פתאומי של כל כרומוזום, הנגרם מהיפרדות של כרומטידות אחיות בנקודת החיבור שלהן בצנטרומר.
מחשוף זה מפריד קינטוכור אינו תלוי באירועים מיטוטיים אחרים ומתרחש אפילו בכרומוזומים שאינם מחוברים לציר המיטוטי. זה מאפשר לכוחות הקוטביים של הציר הפועלים על לוח המטאפאזה להתחיל להזיז כל כרומטיד לעבר קטבי הציר המתאימים בקצב של כ-1 מיקרומטר לדקה. אם לא היו חוטי ציר, אז הכרומוזומים היו נדחפים לכל הכיוונים, אבל בגלל נוכחותם של חוטים אלה, אוסף שלם אחד של כרומוזומי בת בקוטב אחד, והשני באחר. במהלך התנועה אל הקטבים, הכרומוזומים בדרך כלל מקבלים צורת V, כשהחלק העליון שלהם פונה אל הקוטב. הצנטרומר ממוקם בחלק העליון, והכוח שגורם לכרומוזום לנוע לכיוון הקוטב מופעל על הצנטרומר. כרומוזומים שאיבדו את הצנטרומר שלהם במהלך מיטוזה אינם זזים כלל.
5) הטלופאז מתחיל לאחר שכרומוזומי הבת, המורכבים מכרומטיד אחד, הגיעו לקטבים של התא. בשלב זה, הכרומוזומים שוב נואשים ומקבלים את אותה צורה שהייתה להם לפני שהחלה חלוקת התא ב-interphase (חוטים ארוכים ודקים). סביבם נוצרת מעטפת גרעינית ונוצר גרעין בגרעין שבו מסונתזים ריבוזומים. בתהליך חלוקת הציטופלזמה, כל האברונים מפוזרים פחות או יותר באופן שווה בין תאי הבת. זה משלים את החלוקה הגרעינית, הנקראת גם קריוקינזיס; אז גוף התא מתחלק, או ציטוקינזיס.
טבלה 2. שלבי מיטוזה
ברוב המקרים, כל תהליך המיטוזה נמשך בין 1 ל 2. בצמחים, החלוקה מתרחשת באמצעות היווצרות של מה שנקרא לוחית תא המפרידה בין הציטופלזמה; הוא מתעורר באזור המשווני של הציר, ואז גדל לכל הכיוונים, ומגיע לדופן התא. החומר של לוחית התא מיוצר על ידי הרשת האנדופלזמית. ואז כל אחד מתאי הבת יוצר קרום ציטופלזמי בצד שלו של לוחית התא, ולבסוף, דופנות תאי תאית נוצרות משני צידי הצלחת.
התדירות של מיטוזות ברקמות שונות ובמינים שונים שונה מאוד. לדוגמה, במח העצם האדום האנושי, שבו נוצרים 10,000,000 תאי דם אדומים בכל שנייה, צריכות להתרחש 10,000,000 מיטוזות בכל שנייה.
