Beste antwoord
Ik zou moeten beginnen met het proces van de celcyclus voor een betere klaring. De celcyclus omvat hoofdzakelijk 4 fasen. 1) Mitose 2) G1-fase (gap-fase) 3) S-fase (synthese) 4) G2-fase (gap-fase) Togather G1-, S- en G2-fase worden interfase genoemd.
Eerste fase: mitose hier cel verdeelt zich in genetisch identieke twee dochtercellen, die 5 stadia omvatten: profase – DNA-condensatie, georganiseerd in klassieke chromosoomstructuur. prometaphase – Microtubuli hecht zich aan de kinetochoor van chromosomen. metafase – Chromosomen gericht op centrale plaatanafase – Chromosomen scheiden van kinetochoor en bewegen naar tegenovergestelde polen van cellen. telofase – Spilafbraak treedt op en nucleaire envelop ontwikkeld rond chromosoom. Mitose wordt gevolgd door cytokinese waarbij de celdeling twee identieke dochtercellen oplevert. Sommige cellen verlaten de celcyclus na mitose en komen in de G0-fase (Gap 0). Dit is de rustfase en cellen in deze fase delen niet meer.
Interfase: fase 1: hier groeien de cellen tot hun volledige grootte en vervullen ze veel biochemische functies en synthetiseren ze nieuwe orgenall.
Synthesefase: dit is een belangrijke fase aangezien hier DNA-replicatie plaatsvindt. Na replicatie bestaat elk chromosoom nu uit twee zusterchromatiden. De hoeveelheid DNA in de cel is dus effectief verdubbeld, ook al blijft het aantal chromosomen van de cel op 2 n .
Gap 2-fase: tijdens de G2-fase synthetiseert de cel een verscheidenheid aan eiwitten. Van bijzonder belang voor de celcyclus, de meeste microtubuli – eiwitten die nodig zijn tijdens mitose – worden geproduceerd tijdens G2. Cellen hervatten om mitose binnen te gaan. Er zijn ijkpunten tussen fasen. Deze omvatten, G1 / s-controlepunt: controleer cellen voor het starten van DNA-synthese G2 / M-controlepunt: controleer of de weer-DNA-synthese correct is voltooid of niet en toewijding aan mitose. Spilcontrolepunt: controleer of alle chromosomen correct zijn vastgemaakt aan de spilvezel of niet zo goed, en controleer op scheiding van zusterchromatiden. Ik hoop dat dit nuttig zal zijn.
Antwoord
Afbeelding: Dyads (homoloog paar) 7.1: Chromosomen
- Gedurende het grootste deel van de levensduur van de cel zijn chromosomen te langwerpig en te dun om onder een microscoop te zien. Voordat een cel echter klaar is om te delen door mitose , wordt elk chromosoom gedupliceerd (tijdens S-fase van de celcyclus). Als mitose begint, condenseren de gedupliceerde chromosomen tot korte (~ 5 µm) structuren die kunnen worden gekleurd en gemakkelijk kunnen worden waargenomen onder de lichtmicroscoop. Deze gedupliceerde chromosomen worden dyads genoemd.
- Wanneer ze voor het eerst worden gezien, worden de duplicaten bij elkaar gehouden op hun centromeren . Bij mensen bevat het centromeer 1-10 miljoen basenparen DNA. Het meeste hiervan is repetitief DNA: korte sequenties (bijv. 171 bp) die keer op keer worden herhaald in tandem-arrays. Terwijl ze nog aan elkaar vastzitten, is het gebruikelijk om de gedupliceerde chromosomen zusterchromatiden te noemen, maar dit mag niet verhullen dat elk een bonafide chromosoom is met een volledige complement van genen.
De kinetochoor is een complex van> 80 verschillende eiwitten die zich vormen op elke centromeer en dient als de bevestigingspunt voor de spilvezels die de zusterchromatiden zullen scheiden terwijl de mitose overgaat in anafase. De kortste van de twee armen die zich uitstrekken vanaf de centromeer wordt de p – arm genoemd; hoe langer is de q – arm . Kleuring met de trypsine-Giemsa-methode onthult een reeks afwisselende lichte en donkere banden genaamd G-banden . G-banden zijn genummerd en bieden “adressen” voor de toewijzing van genloci.
Afbeelding : De structuur van een chromosoom . Een gedupliceerd chromosoom is samengesteld uit twee zusterchromatiden, aan elkaar gebonden op een bevestigingsplaats die de “centromeer” wordt genoemd. Hans Ris, Universiteit van Wisconsin, Madison, WI. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/ne0000/ne0000/ne0000/ne0000/104572910/18336\_2.jpg
Om het antwoord te begrijpen, zouden we enkele basisprincipes moeten begrijpen; deze zouden ons helpen de exacte logica te begrijpen die wordt toegepast om tot een oplossing te komen.
Ten eerste, voor de studenten die haast hebben, zal ik het antwoord geven –
Een belangrijk ding hier moet aan worden herinnerd dat, hoewel het chromosoom in een cel dat de S-fase heeft gepasseerd, enkel of 1 (één) wanneer bekeken onder een microscoop, het genetische materiaal heeft duplicatie ondergaan . Vandaar dat, hoewel de centromeer enkel lijkt te zijn, het dubbel zoveel genetisch materiaal heeft dat is verbonden door cohesine ( Cohesins houden zusterchromatiden bij elkaar na DNA-replicatie tot anafase wanneer verwijdering van cohesine leidt naar scheiding van zusterchromatiden Cohesin – Wikipedia ), vergeleken met een centromeer van een rustende cel (niet-delend); scheidt zich daarom in twee in Anafase (mitose) en Anafase II (meiose).
Als een cel anafase , cohesin Cohesin – Wikipedia wordt plotsklaps afgebroken, en de zusterchromatiden van de cel scheiden zich van tegenovergestelde polen van de spil .
Afbeeldingsbron: http://slideplayer.com/slide/4018244/
Afbeeldingsbron: STUDYBLUE | Vind en deel online flashcards en notities van StudyBlue. Elk onderwerp, overal en altijd.
dwz De menselijke cel is diploïde, met 2n = 46. In de profase van mitose hebben cellen \_\_46\_\_ chromosomen per cel, elk met \_\_2\_\_ chromatide (n). In anafase van mitose hebben cellen \_\_92\_\_ chromosomen per cel, elk met \_\_1\_\_ chromatide (n).
Er zijn 46 chromosomen in een menselijke cel, en daarom 46 centromeren (of gelijk aan het aantal chromosomen in een cel, dwz 2 n ) om Anafase I ; terwijl in Anaphase II 46 (2 n ) centromeren en 46 (2 n ) chromatiden .
Er zijn 92 (4 n ) centromeren en 92 chromatiden (4 n ) op Anafase van mitose .
Afbeelding : Gewervelde kinetochore ultrastructuur ( A) Een schema van een mitotisch chromosoom met gepaarde zusterchromatiden de chromatide aan de rechterkant is bevestigd aan microtubuli en de chromatide aan de linkerkant is niet bevestigd. De binnenste kinetochoor, de buitenste kinetochoor, de binnenste centromeer en de vezelige corona, die detecteerbaar is op de niet-bevestigde kinetochoor, worden gemarkeerd. (B) Elektronenmicroscoop van een menselijke kinetochoor (afbeelding met dank aan Y. Dong en B. McEwen, State University of New York in Albany, VS). De microfoto vertegenwoordigt een enkele plak van een tomografisch volume van een onder hoge druk bevroren mitotische cel en is gelabeld als in a om de belangrijkste structurele kenmerken van de kinetochoor te benadrukken. Schaalbalk, 100 nm. © 2007 Elsevier McEwen, BF, Dong, Y. & VandenBeldt, KJ Elektronenmicroscopie gebruiken om functionele mechanismen van chromosoom te begrijpen uitlijning op de mitotische spil. Methods in Cell Biology 79, 259–293 (2007). Alle rechten voorbehouden. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/18070/10.1038\_nrm2310-f2\_full.jpg
Mensen die goed thuis zijn in de basis kunnen het volgende deel overslaan.
Centromeer – De centromeer kan gemakkelijk worden gevisualiseerd als het meest vernauwde gebied van een gecondenseerd mitotisch chromosoom. Hoewel het woord “centromere” is afgeleid van de Griekse woorden Centro (“central”) en louter (“part”), worden centromeren niet altijd in het midden van chromosomen gevonden. In feite hebben alleen zogenaamde metacentrische chromosomen centromeren in het midden; bij andere chromosomen bevinden centromeren zich op verschillende posities die kenmerkend zijn voor elk specifiek chromosoom. Op enkele uitzonderingen na hebben eukaryote chromosomen een enkele centromeer die hun nauwkeurige segregatie tijdens mitose garandeert. Chromosomen die geen centromeren hebben, scheiden willekeurig tijdens mitose en gaan uiteindelijk verloren uit cellen . Aan het andere uiterste zijn chromosomen met meerdere centromeren onderhevig aan fragmentatie als de centromeren door middel van hun kinetochores. http://www.nature.com/scitable/topicpage/chromosome-segregation-in-mitosis-the-role-of-242 #
Figuur: Eukaryote chromosoomclassificatie . Op basis van de locatie van het centromeer worden chromosomen ingedeeld in vier typen: metacentrisch, submetacentrisch, acrocentrisch en telocentrisch. © 2013 Natuureducatie Aangepast van Pierce, Benjamin. Genetica: een conceptuele benadering , 2e ed. Alle rechten voorbehouden. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/ne0000/ne0000/ne0000/ne0000/113348580/46127\_3.jpg
Na de M fase ( de periode waarin mitose, het proces van nucleaire deling, plaatsvindt ), beginnen de dochtercellen elk een nieuwe cyclus door over te gaan tot interfase. Elke fase van interfase ( interval tussen nucleaire divisies, beginnend na cytokinese en duurt tot net voor het begin van de profase in de volgende mitose-ronde ) heeft een aparte reeks gespecialiseerde biochemische processen die de cel voorbereiden op het begin van celdeling (zie onderstaande afbeelding).
Afbeeldingsbron: De celcyclus, mitose en meiose
Afbeeldingsbron: Life Sciences Cyberbridge
S-fase
Nu, in de S-fase die volgt op de G1-fase , alle chromosomen worden gerepliceerd. Na replicatie bestaat elk chromosoom nu uit twee zusterchromatiden [elk van de longitudinale subeenheden geproduceerd door chromosomale replicatie] (zie onderstaande afbeelding).
De hoeveelheid DNA in de cel is dus effectief verdubbeld, hoewel de ploïdie , of het aantal chromosomen, van de cel blijft op 2 n .
[ploidy = Aantal chromosomen, 2 n indien diploïde, n als haploïde. Bij mensen 2 n = 46 in diploïde somatische cellen, en n = 23 in haploïde geslachtscellen.]
Opmerking: chromosomen verdubbelen hun aantal chromatiden na replicatie, maar de kernen blijven diploïde aangezien de aantal centromeren en chromosomen blijft ongewijzigd . Daarom blijft het aantal chromosomen in de kern, dat de ploïdie bepaalt, ongewijzigd van het begin tot het einde van de S-fase.
Afbeeldingsbron: Life Sciences Cyberbridge
MITOSE OF M FASE
Afbeeldingsbron: Cel-celdeling en groei
Afbeeldingsbron: Life Sciences Cyberbridge
Anafase
Nadat alle chromosomen zijn uitgelijnd op de metafaseplaat, splitst elk paar zusterchromatiden zich op het centromeer, scheidt zich en beweegt langs de het verkorten van spilvezels naar tegenoverliggende zijden van de cel. Nu is het aantal centromeren en chromosomen in de cel verdubbeld . Merk op dat elk gescheiden chromosoom slechts één chromatide heeft (een van de longitudinale subeenheden geproduceerd door chromosomale replicatie).
MEIOSIS I
Meiose I scheidt homologe chromosomen , die zijn samengevoegd tot tetrads (2n, 4c), die twee haploïde cellen produceren (n chromosomen, 23 bij mensen) die elk bevatten chromatideparen (1n, 2c).Omdat de ploïdie wordt teruggebracht van diploïde naar haploïde, wordt meiose I een reductiedeling genoemd. Meiose II is een equationele deling analoog aan mitose, waarbij de zusterchromatiden worden gescheiden, waardoor vier haploïde dochtercellen ontstaan (1n, 1c).
In meiose dupliceren het chromosoom of de chromosomen (tijdens interfase ) en homologe chromosomen uitwisseling genetische informatie ( chromosomale crossover ) tijdens de eerste deling, meiose I genoemd. De dochtercellen delen zich opnieuw in meiose II en splitsen zich op zusterchromatiden om haploïde gameten te vormen. Twee gameten smelten samen tijdens bevruchting , waardoor een diploïde cel ontstaat met een complete set gepaarde chromosomen.
Afbeeldingsbron: Cel-celdeling en groei
In anafase I scheiden homologe chromosomen zich. Homologe chromosomen, die elk twee chromatiden bevatten, verplaatsen zich naar afzonderlijke polen. In tegenstelling tot mitose splitsen de centromeren niet en blijven zusterchromatiden gepaard in anafase I. Life Sciences Cyberbridge
Op Anafase I , het aantal chromosomen en centromeer blijft 2 (n) .
Dus het aantal chromosomen wordt in elke cel gehalveerd, dwz 1 (n) en dat geldt ook voor het aantal centromeren, 1 (n) , nadat Meiosis I is voltooid.
MEIOSIS II
Anafase II
In anafase II delen chromosomen zich op de centromeren (zoals bij mitose) en de resulterende chromosomen, elk met één chromatide, beweeg naar tegenovergestelde polen van de cel.
Afbeeldingsbron: Life Sciences Cyberbridge
Bron: Harvards Life Sciences Cyberbridge
Dus aan het einde van Anafase II is het aantal chromosomen in een cel 2 (n) en het aantal centromeren ook 2 (n). Nadat de meiose is voltooid, worden 4 cellen geproduceerd, elk met 1 (n) aantal chromosomen en 1 (n) aantal centromeren.
Bewerkingen en suggesties zijn altijd welkom. Feedback wordt gewaardeerd en oprechte zorgen worden altijd erkend.