Sisu
- Rakkude kasv ja rakkude jagunemine
- Rakkude jagunemise tüübid
- Mis juhtub rakujagunemise vahel?
- Mis juhtub pärast rakkude jagunemist?
- Mis juhtub, kui rakkude kasv läheb valesti?
- Ülevaade mitoosist
- Rakutsükkel
- Ülevaade meioosist
- Meioos vs mitoos
- Rakutsükli juhtimine
- Kuidas arenevad rakud pärast mitoosi?
Iga organism alustab elu ühe rakulisena ja enamik elusolendeid peab kasvamiseks oma rakke paljundama. Rakkude kasv ja jagunemine on osa Maal elavate organismide normaalsest elutsüklist, hõlmates nii prokarüoote kui ka eukarüoote. Elusorganismid saavad toidust või keskkonnast energiat arenemiseks ja kasvamiseks.
Rakkude jagunemise mõistmine on rakubioloogia valdamisel ülioluline.
Rakkude kasv ja rakkude jagunemine
Organismid vajavad ellujäämiseks ja paljunemiseks rakkude jagunemist. Rakkude jagunemise peamine eesmärk on teha rohkem rakke. Näiteks on suurem osa inimkeha rakkudest somaatiline lahtrid ja jagage regulaarselt. See rakkude ja kudede ringlus on oluline organismide tervise ja kasvu jaoks.
See võimaldab elusolendil asendada surnud, vanad või kahjustatud rakud ja aitab mõnel organismil suuremaks saada. Rakkude jagunemine on samuti sugurakkude, st sugurakkude paljunemise ja sugurakkude tootmise oluline osa.
Rakkude jagunemise tüübid
Rakkude jagunemisel on kolm peamist tüüpi: mitoos, meioos ja binaarne lõhustumise.
Mitoos loob ühest identsest lahtrist kaks identset lahtrit. Mitoosi peamine eesmärk on kasv ja kulunud või vanade rakkude asendamine. Enamik inimkeha rakkudest läbib mitoosi.
Meioos loob ühest vanemrakust neli erinevat tütarrakku, millel on pooled kromosoomid. Meioosi peamine eesmärk on teha sperma või munarakke.
Binaarne lõhustumise on see, kuidas üherakulised organismid oma rakke jagavad ja neist koopia teevad. Prokarüootid kasutavad oma DNA replikatsiooniks binaarset lõhustumist ja raku jagamist kaheks identseks tükiks: uuteks rakkudeks.
Mis juhtub rakujagunemise vahel?
rakutsükkel on etappide ja protsesside seeria, mis kirjeldavad raku elu. Kui rakud jagunevad, ei tee nad seda pidevalt. Selle asemel läbib see kasvu ja DNA replikatsiooni perioode. Eukarüootsetel rakkudel on tsüklites kaks peamist osa: faasidevaheline ja mitootiline (M) faas.
Interfaas on tsükli osa, mis toimub lahtrite jagunemise vahel. See koosneb G1, S ja G2 faasidest. Interfaasi ajal kasvab rakk ja replitseerib oma geneetilist materjali, kui see valmistub jagunemiseks. See teeb organellide koopiaid, korrastab nende sisu ja muutub suuremaks.
Mitootiline (M) faas on lahtrite tegelik jagunemisfaas.
Mis juhtub pärast rakkude jagunemist?
Pärast rakkude jagunemise lõppu võib rakk läbida vaikuse, vananemise, diferentseerumise, apoptoosi või nekroosi.
Kui rakk siseneb puhkefaasi, nimetatakse seda G0 Faas. Vaikus on raku passiivsuse seisund ja võib juhtuda toitainete või kasvufaktorite puuduse tõttu. Lahter võib lahkuda vaikuse staadiumist ja taas aktiivseks muutuda.
Teiselt poolt, vananemine on raku passiivsus, mis juhtub vananemise või kahjustuste tõttu. Senestsents ei ole pöörduv ja rakk võib surra.
Eristamine juhtub siis, kui rakk muutub spetsialiseerunuks, näiteks muutudes inimese kehas vererakuks. Terminali diferentseerimine on püsiv staadium ja rakk ei saa uuesti rakutsüklit läbida.
Apoptoos on rakusurm ja on tsükli normaalne osa. Rakud on programmeeritud surema teatud aja pärast. Nekroos on raku surm, mis on põhjustatud vigastustest või kahjustustest.
Mis juhtub, kui rakkude kasv läheb valesti?
Mõnikord võib rakkude kasvu või rakkude jagunemise ajal minna valesti. Rakkude ebanormaalne kasv võib põhjustada selliseid haigusi nagu vähk. Kui vanad või kahjustatud rakud ei sure ja organismid jagunevad edasi ning vähk võib areneda.
Vähirakud võivad kontrolli alt väljuda ja kasvajaid moodustada. Lisaks pole vähirakud tavaliselt spetsialiseerunud nagu teised rakud.
Ülevaade mitoosist
Mitoosi ajal jaguneb lähterakk kaheks identseks tütarrakuks. Seda tüüpi rakkude jagunemine aitab organismil kasvada ja vanad või kahjustatud rakud asendada.
Mitoosi faasid hõlmavad järgmist:
Pärast mitoosi lõppu võib rakk siseneda faasi, kuni on aeg uuesti jaotada.
Rakutsükkel
Rakutsükkel selgitab raku erinevaid etappe. Interfaas sisaldab G1, S ja G2. Ajal G1 (tühimiku esimene faas), rakk suureneb ja hakkab organellesid kopeerima. in S-faas, teeb rakk koopiad oma DNA-st ja tsentrosoomist.
Jooksul G2 (lõhe teine faas), rakk kasvab rohkem ja moodustab rohkem valke või organellid. Mitoos juhtub M-faas. Kui lahter väljub põhifaasidest, saab see siseneda G0, mis on puhkefaas.
Ülevaade meioosist
Meioos on rakujagunemise tüüp, mis võimaldab vanemrakul teha neli tütarrakku, milles neis on pool DNA-st. Tütarrakke nimetatakse haploidne ja nad on sugurakud. Meioosi saate jagada kaheks etapiks: meioos I ja meioos II.
Ajal meioos I, hõlmavad etapid:
Ajal meioos II, hõlmavad etapid:
Meioos vs mitoos
Meioosi ja mitoosi vahel on olulisi erinevusi. Mitoos loob kaks diploidset tütarrakku, meioos aga neli haploidset rakku. Mitoos toodab identseid tütarrakke, kuid meioos muudab geneetiliselt varieeruvate sugurakkude nagu muna- ja spermarakud.
Mitoos ilmneb enamikus rakutüüpides. Meioos toimub ainult reproduktiivrakkudes.
Rakutsükli juhtimine
Rakutsükli reguleerimine on oluline kõigi organismide jaoks. Rakutsüklit kontrollivad erinevad geenid, veendumaks, et vigu ei esine. Kui reguleerimisega läheb midagi valesti, võib vähk areneda.
Näiteks aitavad proto-onkogeenid tavaliselt rakul normaalselt kasvada. Proto-onkogeeni mutatsioon võib aga muuta selle onkogeeniks, mis viib raku kontrolli alt väljumiseni ja vähki.
Kasvaja supressorgeenid võivad teha valke, mis fikseerivad DNA vead ja aeglustavad rakkudes jagunemist. TP53 geen kodeerib rakkudes kasvaja supressori p53 valku. Kuid kasvaja supressorgeenide mutatsioonid võivad põhjustada vähki.
Kuidas arenevad rakud pärast mitoosi?
Enamik rakke, mis aktiivselt läbivad mitoosi, on eellasrakud. Nendest võivad saada küpsed rakud, mis moodustavad rakke diferentseerimise käigus kudesid.
Rakud peavad muutuma keerukamate organismide spetsialiseerumiseks.