Sąvokos:
nelytinė ląstelė, mitozė, motininė ląstelė, dukterinė ląstelė, viengubas (haploidinis) chromosomų rinkinys, dvigubas (diploidinis) chromosomų rinkinys, dalijimosi verpstė
Šioje temoje jūs:
- pasikartosite ląstelės ir ląstelės branduolio sandarą;
- prisiminsite chromatino, chromosomos ir chromosomų rinkinio sąvokas;
- sužinosite, kad chromosomų rinkinys gali būti viengubas arba dvigubas;
- sužinosite, kas yra mitozė, ir suprasite, kaip ji vyksta;
- atlikdami praktinę veiklą, sumodeliuosite ląstelių dalijimosi eigą ir branduolio mitozę.
Daugelis jūsų mėgstate laiką leisti lauke: žaidžiate su draugais futbolą ar krepšinį, važinėjate riedučiais ar riedlente. Prisiminkite, tikriausiai ne kartą nugriuvote ir susižeidėte kelius ar alkūnes, kol išmokote atlikti kokį nors sudėtingą triuką. Kas nutiko su žaizdomis?
Po kelių savaičių šašas nukrito ir toje vietoje oda sugijo. Pasvarstykite, kodėl vietoj pažeistos odos atsirado nauja. Ar ji tokia pati kaip ir buvo iki susižeidžiant? Kodėl? Kas vyko odos audiniuose?
Nagrinėsime, kaip ir kodėl atsinaujina audiniai ir vietoj pažeistų ląstelių atsiranda naujos ir sveikos.
Branduolyje saugoma ląstelių paveldimoji medžiaga
Jau žinote, kad gyvūno ir augalo ląstelės turi panašių ir skirtingų organelių, nulemiančių ląstelei būdingą funkciją (žr. p. 34–35). Taip pat mokėtės, kad ląstelės geba perduoti savo paveldimąją medžiagą naujoms dukterinėms ląstelėms, ir sužinojote, kad tokia medžiaga vadinama chromatinu, o šis saugomas branduolyje (žr. p. 66–67).
Analizavote paveldimosios medžiagos perdavimą dukterinėms ląstelėms ir išsiaiškinote, kad prieš ląstelei dalijantis chromatinas susisuka ir sutankėja (kondensuojasi) į chromosomas (4.1.1 pav.).
Nelytinės ir lytinės ląstelės
Daugialąsčiuose organizmuose randame milijonus ląstelių. Jas galime suskirstyti į nelytinès (4.1.2 pav.) ir lytinès (4.1.3 pav.). Nelytinės sudaro odos, raumenų, kitus gyvūnų kūno audinius, o augaluose – dengiamąjį, apytakinį ir asimiliacinį audinius. Lytinės tėra lytiniuose organuose: gyvūnų lytinėse liaukose, o žiedinių augalų – žiedų piestelėse ir kuokeliuose. Lytinės ląstelės dalyvauja lytiniame dauginimosi procese ir susiliejusios tampa nelytine ląstele, kuri yra kito organizmo pradžia.
Nelytinė ląstelė nuo lytinės skiriasi chromosomų skaičiumi branduoliuose. Visos ląstelės branduolyje esančios chromosomos sudaro chromosòmų riñkinį (4.1.4 pav.). Kiekvienai organizmų rūšiai būdingas savitas chromosomų rinkinys.
1 lentelėje parodyta, kiek chromosomų yra kai kurių naminių gyvūnų chromosomų rinkiniuose. Paanalizuokime juos įdėmiau.
Pirmiausia prisiminkime, kiek chromosomų sudaro žmogaus chromosomų rinkinį (4.1.4 pav.). Palyginkime šį skaičių su pateiktais lentelėje. Ar sutampa nors vienas žmogaus ir kurio nors gyvūno chromosomų skaičius? Kaip matote, ne. Šis nedidelis tyrimas patvirtina, kad kiekviena organizmų rūšis turi jai būdingą chromosomų skaičių.
Dabar paanalizuokite pačius skaičius. Tikriausiai pastebėjote vieną bendrą visų chromosomų rinkinių dėsningumą – jų visų chromosomų skaičius dalijasi iš 2. Ką tai reiškia?
Organizmo nelytinėje ląstelėje visada yra porinis chromosomų skaičius, o jeigu jas išdėliotume pagal dydį ir formą, kaip parodyta žmogaus chromosomų rinkinio paveiksle (p. 99), pamatytume, kad jas galima sudėlioti poromis. Tokį chromosomų rinkinį vadiname dvigubu (diploidiniu) chromosomų rinkiniu ir žymime 2n. Kodėl jis susidaro?
Apvaisinant susilieja lytinių ląstelių branduoliai, todėl kiekviena tiek motininės, tiek tėvinės ląstelės chromosoma randa sau porą (4.1.5 pav.).
Lytinės ląstelės chromosomų rinkinys vadinamas viengubu (haploidiniu), nes jame yra tik po vieną chromosomą iš kiekvienos chromosomų poros. Toks rinkinys žymimas 1n (4.1.6 pav.)
Mitozė – ląstelės branduolio dalijimasis
Ląstelių branduolių dalijimasis, kai motininės ląstelės chromosomos pasidalija į dvi lygias vienodas dalis, vadinamas mitozè (1 filmukas). Po mitozinio branduolio dalijimosi proceso į dvi atskiras ląsteles pasidalija ir motininė ląstelė. Susidariusios ląstelės vadinamos dukterinėmis (4.1.7 pav.). Dalytis gali tik branduolius turinčios organizmo ląstelės.
1 filmukas. Mitozė
Mitozės ir nelytinės ląstelės dalijimosi eiga
Paanalizuokime, kaip vyksta mitozė.
- Pasiruošimas dalytis. Jau mokėtės, kad branduolyje esantis chromatinas yra sudarytas iš DNR ir baltymų. Besiruošiančios dalytis ląstelės DNR pirmiausia turi padvigubėti, tai yra pagaminama antra tokia pati kiekvienos chromosomos DNR kopija. Ląstelės branduolyje atsiranda po dvi tokias pat DNR molekules. Chromatinas susisuka ir sutankėja, susidaro dvigubos chromosòmos, turinčios po dvi seserines chromatides (4.1.8 pav.).
- Branduolio apvalkalas sunyksta ir dvigubos chromosomos plaukioja ląstelės citoplazmoje. Susidaro dalijimosi verpstė – baltyminiai dalijimosi siūlai (4.1.9 pav.).
- Chromosomos išsidėsto ląstelės viduryje, prie jų vidurio prikimba dalijimosi verpstės siūlai (4.1.10 pav.).
- Dalijimosi verpstės siūlai atskiria dvigubos chromosomos seserines chromatides ir iš jų susidaro viengubos chromosomos. Jas verpstės siūlai tempia į priešingas ląstelės puses (4.1.11 pav.).
- Ląstelėje aplink viengubas chromosomas susidaro branduolio apvalkalėliai – matome du branduolius, turinčius vienodus chromosomų rinkinius (4.1.12 pav.).
Suskaičiuokite: ląstelės dalijimosi pradžioje buvo 4 chromosomos. Po pasidalijimo proceso dukteriniuose branduoliuose jų yra po 4. Atkreipkite dėmesį: mitozės pradžioje chromosomos buvo dvigubos (4.1.9 pav.), o po pasidalijimo proceso liko viengubos (4.1.12 pav.). Kiekvienas naujas branduolys gavo visą motininėje ląstelėje buvusią genetinę medžiagą. Galima teigti, kad susidaro du genetiškai vienodi (identiški) dukteriniai branduoliai. - Ląstelės membrana sudaro sąsmauką ir citoplazma su visomis joje esančiomis organelėmis padalijama į dvi dalis (4.1.13 pav.). Susidaro dvi dukterinės ląstelės, turinčios vienodą paveldimąją medžiagą, kaip ir buvusi motininė ląstelė.
4.1.14 paveiksle parodyta, kaip mitozė matoma pro mikroskopą.
Mitozės ypatumai skirtingų rūšių ląstelėse
Mitozė būdinga visoms nelytinėms branduolį turinčioms ląstelėms. Žmogaus organizme yra tokių ląstelių, kurios neturi branduolio arba jų branduoliai niekada nesidalija. Pavyzdžiui, raudonieji kraujo kūneliai ir kraujo plokštelės (trombocitai) branduolio neturi. Raudonieji kraujo kūneliai ir kraujo plokštelės (4.1.15 pav.) susidaro nuolat dalijantis ląstelėms ir jų branduoliams per mitozę žmogaus kauluose esančioje medžiagoje – kaulų čiulpuose.
Pamąstykite, kas kiek laiko ląstelės dalijasi. Ar atkreipėte dėmesį, kad nagus tenka kirpti bent kartą per savaitę, o į kirpyklą keliaujame rečiau? Burnoje žaizdelės sugyja vos per kelias dienas, o įsipjovus į pirštą žaizda gyja kur kas ilgiau. Kodėl?
Ląstelių dalijimosi dažnis priklauso nuo ląstelės rūšies ir jos atliekamo darbo. Pavyzdžiui, burnos, žarnyno epitelio ląstelės dalijasi labai dažnai, maždaug kas 72 valandas, todėl ir žaizdelės burnoje sugyja greitai. Lėčiausiai ir rečiausiai dalijasi nervinės ląstelės.
Klausimai ir užduotys
- Kokią ląstelę vadiname nelytine, o kokią – lytine?
- Kas yra chromosomų rinkinys?
- Paaiškinkite, kodėl po apvaisinimo susidariusioje nelytinėje ląstelėje yra dvigubas chromosomų rinkinys.
- Papasakokite mitozės eigą.
- Paaiškinkite, kodėl dukterinės ląstelės yra genetiškai vienodos tarpusavyje ir tokios pat, kokia buvo jų motininė ląstelė.
- Įvertinkite, kokią įtaką paauglio gyvenimo būdas, žalingi įpročiai (rūkymas, narkotinių medžiagų ir alkoholio vartojimas) turi augimui, audinių atsinaujinimui.
Atsakymą susiekite su nelytinių ląstelių dalijimusi.
Praktinė veikla
- Stebėkite mitozės eigą virtualiuoju mikroskopu.
- Sukurkite ląstelių dalijimosi mitozės būdu modelį.
Darbo tikslas: sumodeliuoti mitozės eigą, įtvirtinti sąvokas. Dirbti galite grupėmis.
Priemonės ir medžiagos: iš kokių medžiagų gaminsite ląstelių dalijimosi modelį, priklauso nuo jūsų. Galite naudoti spalvotus siūlus, plastiliną, modeliną, molį, informacines technologijas, spalvotus pieštukus ar kitas priemones.
Darbo eiga:
- Sumodeliuokite nelytinių ląstelių dalijimosi mitozės būdu eigą.
- Mitozės modelyje pažymėkite ir įrašykite per pamoką vartotas ir nagrinėtas sąvokas: mitozė, dvigubas chromosomų rinkinys, chromatinas, DNR, DNR dvigubėjimas, vienguba chromosoma, dviguba chromosoma, motininė ląstelė, dukterinė ląstelė, branduolys, dalijimosi verpstės siūlai.
- Remdamiesi pagamintu mitozės eigos modeliu, paaiškinkite, kodėl ląstelių paveldimoji medžiaga tolygiai pasiskirsto dukterinėse ląstelėse, kodėl jos yra genetiškai vienodos tarpusavyje ir tokios pat kaip motininė ląstelė.
- Apskaičiuokite, kiek chromosomų yra jūsų darytame mitozės modelyje. Kiek jų buvo motininėje ląstelėje ir kiek yra dukterinėse?
- Paaiškinkite, kas nutiktų, jeigu DNR molekulė nepadvigubėtų, o ląstelė vis tiek dalytųsi.
- Apskaičiuokite, kiek naujų dukterinių ląstelių susidarys po trijų parų, jeigu ląstelės per mitozę dalijasi kas dvi valandas.
Saugiai dirbkite:
- atsargiai naudokite žirkles, klijus ir kitas pavojingas medžiagas;
- medžiagas naudokite taupiai;
- baigę darbą, nepamirškite susitvarkyti darbo vietos.
Apibendrinimas
- Dvigubas (diploidinis) chromosomų rinkinys yra toks, kai kiekviena chromosoma turi porą. Jis žymimas 2n. Tokius rinkinius turi nelytinės ląstelės.
- Viengubas (haploidinis) chromosomų rinkinys yra toks, kai kiekviena chromosoma neturi poros. Jis žymimas 1n. Tokius rinkinius turi lytinės ląstelės.
- Ląstelių branduolių dalijimasis, kai motininės ląstelės chromosomos pasidalija į dvi lygias vienodas dalis, vadinamas mitoze.
- Service provided by UAB "Biznio mašinų kompanija" and "Star Cloud OÜ"