Beste Antwort
Ich sollte mit dem Prozess des Zellzyklus beginnen, um eine bessere Clearance zu erzielen. Der Zellzyklus umfasst hauptsächlich 4 Phasen. 1) Mitose 2) G1-Phase (Gap-Phase) 3) S-Phase (Synthese) 4) G2-Phase (Gap-Phase) Die G1-, S- und G2-Phase zusammen werden als Interphase bezeichnet.
Erste Phase: Mitose Hier Zelle teilt sich in genetisch identische zwei Tochterzellen, die 5 Stadien umfassen: Prophase – DNA-Kondensate, organisiert in klassischer Chromosomenstruktur. Prometaphase – Mikrotubuli binden an das Kinetochor der Chromosomen. Metaphase – Chromosomen, die der zentralen Plattenanaphase zugeordnet sind – Chromosomen trennen sich vom Kinetochor und bewegen sich in Richtung entgegengesetzter Pole von Zellen. Telophase – Spindelabbau tritt auf und Kernhülle entwickelt sich um das Chromosom. Auf die Mitose folgt die Zytokinese, bei der sich die Zellen teilen, um zwei identische Tochterzellen zu erhalten. Einige Zellen verlassen den Zellzyklus nach der Mitose und treten in die G0-Phase (Gap 0) ein. Dies ist eine Ruhephase, in der sich die Zellen in diesem Stadium nicht mehr teilen.
Zwischenphase: Phase 1: Hier wachsen die Zellen zu ihrer vollen Größe und erfüllen viele biochemische Funktionen und synthetisieren neue Gene.
Synthesephase: Dies ist eine wichtige Phase, da hier die DNA-Replikation stattfindet. Nach der Replikation besteht jedes Chromosom nun aus zwei Schwesterchromatiden. Somit hat sich die Menge an DNA in der Zelle effektiv verdoppelt, obwohl die Chromosomenzahl der Zelle bei 2 n bleibt.
Gap 2-Phase: Während der G2-Phase synthetisiert die Zelle eine Vielzahl von Proteinen. Von besonderer Bedeutung für den Zellzyklus sind, dass die meisten Mikrotubuli – Proteine, die während der Mitose benötigt werden – während G2 produziert werden. Die Zellen treten wieder in die Mitose ein. Es gibt Kontrollpunkte zwischen den Phasen. Dazu gehören der G1 / s-Kontrollpunkt: Überprüfen Sie die Zellen auf den Start der DNA-Synthese. G2 / M-Kontrollpunkt: Überprüfen Sie, ob die DNA-Synthese korrekt abgeschlossen wurde oder nicht, und verpflichten Sie sich zur Mitose. Spindelprüfpunkt: Überprüfen Sie, ob alle Chromosomen korrekt an der Spindelfaser befestigt sind oder nicht, und prüfen Sie, ob Schwesterchromatiden getrennt sind. Ich hoffe, dies ist hilfreich.
Antwort
Bild: Dyaden (homologes Paar) 7.1: Chromosomen
- Für den größten Teil des Lebens der Zelle Chromosomen sind zu länglich und dünn, um unter dem Mikroskop gesehen zu werden. Bevor eine Zelle jedoch bereit ist, sich durch Mitose zu teilen, wird jedes Chromosom dupliziert (während der S-Phase des Zellzyklus). Zu Beginn der Mitose kondensieren die duplizierten Chromosomen zu kurzen (~ 5 µm) Strukturen, die gefärbt und unter dem Lichtmikroskop leicht beobachtet werden können. Diese duplizierten Chromosomen werden als Dyaden bezeichnet.
- Bei der ersten Betrachtung werden die Duplikate an ihrem centromeres . Beim Menschen enthält das Zentromer 1–10 Millionen Basenpaare DNA. Das meiste davon ist repetitive DNA: kurze Sequenzen (z. B. 171 bp), die in Tandem-Arrays immer wieder wiederholt werden. Während sie noch gebunden sind, ist es üblich, die duplizierten Chromosomen Schwesterchromatiden zu nennen, aber dies sollte nicht die Tatsache verschleiern, dass jedes ein echtes Chromosom mit einem vollen Chromosom ist Komplement von Genen.
Das Kinetochor ist ein Komplex von> 80 verschiedenen Proteinen, die sich an jedem Zentromer bilden und als das dienen Befestigungspunkt für die Spindelfasern, die die Schwesterchromatiden trennen, wenn die Mitose in die Anaphase übergeht. Der kürzere der beiden vom Zentromer ausgehenden Arme wird als p – Arm bezeichnet. Je länger der q – arm ist. Die Färbung mit der Trypsin-Giemsa-Methode zeigt eine Reihe abwechselnder heller und dunkler Banden, die als G-Banden bezeichnet werden. G-Banden sind nummeriert und liefern „Adressen“ für die Zuordnung von Genorten.
Bild : Die Struktur eines Chromosoms . Ein dupliziertes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die an einer Bindungsstelle, die als „Zentromer“ bezeichnet wird, miteinander verbunden sind. Hans Ris, Universität von Wisconsin, Madison, WI. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/ne0000/ne0000/ne0000/ne0000/104572910/18336\_2.jpg
Um die Antwort zu verstehen, müssten wir einige Grundlagen verstehen. Dies würde uns helfen, die genaue Logik zu verstehen, die angewendet wird, um zu einer Lösung zu gelangen.
Zunächst werde ich für die Studenten, die in Eile sind, die Antwort geben. –
Eine wichtige Sache Hierbei ist zu beachten, dass das Chromosom in einer Zelle, das die S-Phase durchlaufen hat, single oder 1 (eins) bei Betrachtung unter einem Mikroskop wurde das genetische Material dupliziert . Obwohl das Zentromer einfach zu sein scheint, hat es die doppelte Menge an genetischem Material, das durch Kohäsin verbunden ist ( Kohäsine halten Schwesterchromatiden nach der DNA-Replikation bis zur Anaphase zusammen, wenn Kohäsin entfernt wird zur Trennung von Schwesterchromatiden Cohesin – Wikipedia ) im Vergleich zu einem Zentromer einer ruhenden Zelle (nicht teilend); trennt sich daher in zwei in Anaphase (Mitose) und Anaphase II (Meiose).
Wenn eine Zelle Anaphase , Kohäsin Kohäsin – Wikipedia wird stark abgebaut, und die Schwesterchromatiden der Zelle trennen sich von entgegengesetzten Polen der Spindel
Bildquelle: http://slideplayer.com/slide/4018244/
dh Die menschliche Zelle ist diploid mit 2n = 46. In der Prophase der Mitose haben Zellen \_\_46\_\_ Chromosomen pro Zelle, jeweils mit \_\_2\_\_ Chromatid (en). In der Anaphase der Mitose haben Zellen \_\_92\_\_ Chromosomen pro Zelle, jeweils mit \_\_1\_\_ Chromatid (en).
In einer menschlichen Zelle befinden sich 46 Chromosomen und daher 46 Zentromere (oder gleich der Anzahl der Chromosomen in einer Zelle, dh 2 n ) bei Anaphase I ; Während in Anaphase II 46 (2 n ) Zentromere und 46 (2 n ) Chromatiden .
Es gibt 92 (4 n ) Zentromere und 92 Chromatiden (4 n ) bei Anaphase der Mitose .
Bild : Wirbeltierkinetochor-Ultrastruktur ( A) Ein Schema eines mitotischen Chromosoms mit gepaarte Schwesterchromatiden Das Chromatid rechts ist an Mikrotubuli gebunden und das Chromatid links ist nicht gebunden. Das innere Kinetochor, das äußere Kinetochor, das innere Zentromer und die faserige Korona, die auf dem nicht gebundenen Kinetochor nachweisbar sind, sind hervorgehoben. (B) Elektronenmikroskopische Aufnahme von a menschliches Kinetochor (Bild mit freundlicher Genehmigung von Y. Dong und B. McEwen, Staatliche Universität von New York in Albany, USA). Die mikroskopische Aufnahme stellt eine einzelne Schicht aus einem tomographischen Volumen einer hochdruckgefrorenen mitotischen Zelle dar und wurde wie in a markiert, um die wichtigsten strukturellen Merkmale des Kinetochors hervorzuheben. Maßstabsbalken, 100 nm. © 2007 Elsevier McEwen, BF, Y. Dong & VandenBeldt, KJ Verwenden der Elektronenmikroskopie zum Verständnis der Funktionsmechanismen des Chromosoms Ausrichtung auf der mitotischen Spindel. Methods in Cell Biology 79, 259–293 (2007). Alle Rechte vorbehalten. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/18070/10.1038\_nrm2310-f2\_full.jpg
Personen, die mit den Grundlagen vertraut sind, können den nächsten Teil überspringen.
Centromer – Das Centromer kann leicht als die am stärksten verengte Region eines kondensierten mitotischen Chromosoms dargestellt werden. Obwohl das Wort „Centromer“ von den griechischen Wörtern Centro („central“) und nur („Teil“), Zentromere befinden sich nicht immer im Zentrum der Chromosomen. Tatsächlich haben nur sogenannte metazentrische Chromosomen Zentromere in ihrer Mitte; In anderen Chromosomen befinden sich Zentromere an verschiedenen Positionen, die für jedes einzelne Chromosom charakteristisch sind. Mit wenigen Ausnahmen haben eukaryotische Chromosomen ein einziges Zentromer, das ihre genaue Trennung während der Mitose sicherstellt. Chromosomen, denen Zentromere fehlen, scheiden sich während der Mitose zufällig aus und gehen schließlich aus den Zellen verloren. Im anderen Extremfall unterliegen Chromosomen mit mehreren Zentromeren einer Fragmentierung, wenn die Zentromere über ihre an entgegengesetzte Spindelpole gebunden werden Kinetochoren. http://www.nature.com/scitable/topicpage/chromosome-segregation-in-mitosis-the-role-of-242 #
Abbildung: Klassifizierung eukaryotischer Chromosomen . Aufgrund der Position des Zentromers werden Chromosomen in vier Typen eingeteilt: metazentrisch, submetazentrisch, akrozentrisch und telozentrisch. © 2013 Nature Education Adaptiert von Pierce, Benjamin. Genetik: Ein konzeptioneller Ansatz , 2. Aufl. Alle Rechte vorbehalten. http://www.nature.com/scitable/resource?action=showFullImageForTopic&imgSrc=/scitable/content/ne0000/ne0000/ne0000/ne0000/113348580/46127\_3.jpg
Nach dem M. -Phase ( der Zeitraum, in dem Mitose, der Prozess der Kernteilung, auftritt ), beginnen die Tochterzellen jeweils einen neuen Zyklus, indem sie zur Interphase übergehen. Jede Phase der Interphase ( Intervall zwischen Kernteilungen, beginnend nach der Zytokinese und bis kurz vor dem Beginn der Prophase in der nächsten Mitoserunde ) hat eine Reihe von speziellen biochemischen Prozessen, die die Zelle auf die Initiierung der Zellteilung vorbereiten (siehe Abbildung unten).
Bildquelle: Zellzyklus, Mitose und Meiose
Bildquelle: Life Sciences Cyberbridge
S-Phase
Nun, in der S-Phase , die auf folgt In der G1-Phase werden alle Chromosomen repliziert. Nach der Replikation besteht jedes Chromosom nun aus zwei Schwesterchromatiden [eine der durch chromosomale Replikation hergestellten Längsuntereinheiten] (siehe Abbildung unten).
Somit hat sich die DNA-Menge in der Zelle effektiv verdoppelt, obwohl Die Ploidie oder Chromosomenzahl der Zelle bleibt bei 2 n .
[ploidy = Chromosomenzahl, 2 n Wenn diploid, n wenn haploide. Beim Menschen ist 2 n = 46 in diploiden somatischen Zellen und n = 23 in haploiden Keimzellen.]
Hinweis: Chromosomen verdoppeln ihre Anzahl an Chromatiden nach der Replikation, aber die Kerne bleiben diploid als Die Anzahl der Zentromere und Chromosomen bleibt unverändert. Daher bleibt die Anzahl der Chromosomen im Kern, die die Ploidie bestimmt, vom Beginn bis zum Ende der S-Phase unverändert.
Bildquelle: Cyberbridge für Biowissenschaften
MITOSE ODER M-PHASE
Bildquelle: Zell-Zell-Teilung und Wachstum
Bildquelle: Life Sciences Cyberbridge
Anaphase
Nachdem alle Chromosomen auf der Metaphasenplatte ausgerichtet sind, spaltet sich jedes Paar von Schwesterchromatiden am Zentromer, trennt sich und bewegt sich entlang des Verkürzung der Spindelfasern zu gegenüberliegenden Seiten der Zelle. Jetzt wird die Anzahl der Zentromere und Chromosomen innerhalb der Zelle verdoppelt . Es ist zu beachten, dass jedes getrennte Chromosom nur ein Chromatid aufweist (eine der durch chromosomale Replikation erzeugten Längsuntereinheiten).
MEIOSIS I
Meiose I trennt homologe Chromosomen , die als Tetraden (2n, 4c) verbunden sind und jeweils zwei haploide Zellen (n Chromosomen, 23 beim Menschen) produzieren Chromatidpaare enthalten (1n, 2c).Da die Ploidie von diploid zu haploid reduziert ist, wird Meiose I als reduktive Division bezeichnet. Meiose II ist eine -gleichungsteilung analog zur Mitose, bei der die Schwesterchromatiden getrennt werden, wodurch vier haploide Tochterzellen (1n, 1c) erzeugt werden.
Bei der Meiose duplizieren sich das Chromosom oder die Chromosomen (während der Interphase ) und homologe Chromosomen genetische Information ( Chromosomenkreuzung ) während der ersten Teilung, Meiose I genannt. Die Tochterzellen teilen sich in Meiose II erneut und teilen sich Schwesterchromatiden zur Bildung haploider Gameten . Zwei Gameten verschmelzen während der Befruchtung und bilden eine diploide Zelle mit einem vollständigen Satz gepaarter Chromosomen.
Bildquelle: Zell-Zell-Teilung und Wachstum
In Anaphase I trennen sich homologe Chromosomen. Homologe Chromosomen, die jeweils zwei Chromatiden enthalten, bewegen sich zu getrennten Polen. Anders als bei der Mitose spalten sich die Zentromere nicht und Schwesterchromatiden bleiben in Anaphase I gepaart. Life Sciences Cyberbridge
At Anaphase I , die Anzahl der Chromosomen und des Zentromers bleibt 2 (n) .
So wird die Anzahl der Chromosomen in jeder Zelle halbiert, dh 1 (n), und ebenso die Anzahl der Zentromere, 1 (n) , nachdem Meiose I abgeschlossen ist.
MEIOSIS II
Anaphase II
In Anaphase II teilen sich die Chromosomen an den Zentromeren (wie bei der Mitose) und den resultierenden Chromosomen mit jeweils einem Chromatid. Bewegen Sie sich in Richtung der entgegengesetzten Pole der Zelle.
Bildquelle: Leben Sciences Cyberbridge
Quelle: Harvards Life Sciences Cyberbridge
Daher beträgt am Ende von Anaphase II die Anzahl der Chromosomen innerhalb einer Zelle 2 (n) und die Anzahl der Zentromere ebenfalls 2 (n). Nach Abschluss der Meiose werden 4 Zellen mit jeweils 1 (n) Anzahl Chromosomen und 1 (n) Anzahl Zentromeren hergestellt.
Änderungen und Vorschläge sind immer willkommen. Feedback wird geschätzt und echte Bedenken werden immer anerkannt.