Upload
emina-omeragic
View
90
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ćelijski ciklus, stanični ciklus
Citation preview
Stanični i životni ciklus
STANIČNI I ŽIVOTNI
CIKLUS
mr. sc. Ivana Dujmović
STANIČNI I ŽIVOTNI CIKLUS
Životni ciklus - događaji od reprodukcije jedne generacije do reprodukcije druge generacije
Stanični ciklus - događaji između dviju dioba
Protisti i prokarioti stanični ciklus = životni
ciklus
stanična dioba = reprodukcija
Eukarioti
mitoza
mejoza
STANIČNI CIKLUS
INTERFAZA
G1, S i G2 faza
DIOBA
mitoza
mejoza
kontroliran nizom proteina – kinaza
čimbenici rasta
odgovorni za staničnu proliferaciju (diobe u skladu s
potrebama organizma)
humane st. trajanje ciklusa od 24 sata:
G1-faza oko 11 sati, S-faza oko 8sati,
G2- faza oko 4sata i M-faza oko 1 sat
INTERFAZA
Razdoblje između dviju
staničnih dioba
Faze interfaze:
G1 – faza (eng. gap = rupa,
prekid)
sintetiza proteina i staničnih
dijelova
volumen stanice se povećava
S – faza (eng. synthesis =
sinteza, spajanje)
udvostručenje DNA
G2 – faza
priprema stanice za diobu
Sinteza proteina nužnih za
mitozu
G0 – faza
stanice koje se ne dijele, već
obavljaju određenu djelatnost
njihove jezgre su radne jezgre
histone protein
chromosome
DNA Kromosom
tjelešca koja se boje
građen od dvostruke niti DNA molekule – kromoneme
DNA molekule namotane oko bjelančevina
8 histonskih molekula
Kromomere - jače obojena mjesta na kromosomu
prokariotske stanice nukleoid
gola, prstenasta molekula DNA (“bakteriokromosom”)
eukariotske stanice - kromosom u jezgri
interfaza - despiraliziran u obliku kromatinskih zrnaca
u diobi stanice - vidljivi, spiralizirani kromosomi
Kromosomi dvije kromatide
spojene na utanjenom, neobojenom mjestu - centromera
nastale udvostručavanjem (replikacijom) DNA molekule u S-fazi interfaze
prije ove faze bili su jednostruki
kinetohore ili pričvrsnice - mjesta u području centromere na koja se vežu niti diobenog vretena
tijekom diobe kromosomi se rastavljaju na dvije kromatide koje odlaze u dvije novonastale stanice
Kromosomi
svaka vrsta ima točno određen i stalan broj kromosoma
morfološka i kemijska individualnost
razlikuju se prema izgledu, obliku i veličini
tjelesne (somatske) stanice -broj kromosoma dvostruk, diploidan-2n
održava se mitozom
spolne stanice (gamete) -broj kromosoma polovičan, haploidan-n
nastaje mejozom
2n čovjeka=46
2n čimpanza=48
2n crveni luk=16
2n domaća kokoš=78
2n kvaščeve gljivice=32
Kromosomi Homologni kromosomi
dva ista kromosoma u jednom paru
Autosomi
svi isti kromosomi, čovjek 22 para
Spolni kromosomi ili gonosomi
tip XY (muški spolni par) i tip XX (ženski spolni par)
GENOM
haploidna garnitura kromosoma
KARIOTIP
diploidna garnitura kromosoma čovjeka
svrstani u parove prema veličini
označeni brojevima od 1-23
Geni -
kromosomska teorija nasljeđivanja
nalaze se u kromosomima
poredani u nizu - linearno
locus gena
točno određeno mjesto
gena u kromosomu
izvankromosomski geni
u mitohondrijima i
kloroplastima
Mitoza
dioba nespolnih (tjelesnih) stanica
jedna stanica s 2n brojem kromosoma nastaju dvije stanice kćeri s 2n brojem kromosoma
4 faze:
profaza
metafaza
anafaza
telofaza
http://esminfo.prenhall.com/science/BiologyArchive/lectureanimations/closerlook/mitosis.html
http://www.cellsalive.com/mitosis.htm
Profaza
Kromatin se spiralizira,
skraćuje i deblja
kromosomi postaju vidljivi
sastoje se od dvije kromatide-
dvostruki kromoomi
Razgrađuje se jezgrica,
nestaje jezgrina ovojnica
Centrosom se podijeli na
dva centriola
putuju na suprotne polove
stanice
putem se stvara diobeno
vreteno
Prometafaza
Vlakna diobenog vretena se
hvataju za centromere
Stvaraju se kinetohore
Mikrotubuli se hvataju za
kinetohore
Povezuju se centromere i
centriole
kromosomi se pokreću
2. Metafaza
Kromosomi dobro vidljivi u stanici
dostigli su najviši stupanj sažimanja
Smješteni u ekvatorijalnoj ploči
Kromatide spojene samo na mjestu pričvrsnice (centromere)
Niti diobenog vretena potpuno sintetizirane
pričvršćene za centromeru
3.Anafaza
Razdvajanje kromatida na
mjestu pričvrsnice
Niti diobenog vretena
skraćuju se
vuku kromatide prema
suprotnim polovima
Svaka kromatida postaje
jednostruki samostalni
kromosom
Stanica se izdužuje
4.Telofaza
kromatide su na polovima stanice
počinje despiralizacija
kromosomi se izdužuju, postaju sve tanji, poprimaju oblik prividno zrnatog kromatina
razgrađuju se niti diobenog vretena
dolazi do kariokineze Nastaju dvije jezgre
sinteza jezgrinih ovojnica
u jezgrama postaju vidljive jezgrice
slijedi citokineza - dioba citoplazme tj. dioba stanice
Mitoza Životinjska stanica uteže se u sredini
nastaju dvije stanice
Biljna stanica po sredini stvara poprečnu
stijenku s obje strane membrane
nastaju dvije stanice
Rezultat mitoze: stanice majka - dvije potpuno iste
stanice kćeri
jednaki broj kromosoma i nasljedna uputa
identične kao stanica majka
Mitoza u stanica crvenog lupa
(Allium cepa)
Mejoza-redukcijska ili zoridbena dioba
dioba tijekom koje nastaju
spolne stanice – gamete
ženska spolna stanica -
jajna stanica
muška spolna stanica -
spermij
Mejoza Oogeneza
mejoza u ženskom organizmu
nastaje jedna ženska spolna stanica - jajna stanica (jaje) i tri polocite koje propadaju
ženske spolne žlijezde - jajnici (ovariji)
Spermatogeneza
mejoza u muškom organizmu
nastaju 4 muške spolne stanice – spermiji
muške spolne žlijezde - sjemenici (testisi)
Organizmi koji se spolno razmnožavaju
započinju život u trenutku oplodnje
Oplodnja stapanje gameta - jajne stanice i
spermija
gamete su haploidne stanice (n)
imaju polovičan broj kromosoma
nastaje oplođena jajna stanica ili zigota
ujedinjuje u sebi dvije skupine kromosoma, majčeve i očeve
diploidna stanica (2n) - dvostruki broj kromosoma
Mejoza
miješanja genetičkog materijala
nastaju nove kombinacije gena
potomci se razlikuju od svojih roditelja
razlikuju se i međusobno
Mejoza II odvaja
sestrinske kromatide
Mejoza I odvaja
homologne parove
Mejoza
replikacija DNA
Meiosis 1
Meiosis 2
Human female karyotype
46 chromosomes
23 pairs
Human male karyotype
46 chromosomes
23 pairs
Mejoza
Mejoza
I mejotička dioba
(redukcijska):
profaza I,
metafaza I,
anafaza I,
telofaza I
II mejotička dioba
(ekvacijska-mitoza):
profaza II,
metafaza II,
anafaza II,
telofaza II
razdvajanje sestrinskih
kromatida
(1n 1n)
* kao mitoza *
odvajanje homolognih
parova kromosoma
(2n 1n)
“redukcijska dioba”
http://www.cellsalive.com/meiosis.htm
2n = 6
double
stranded
2n = 6
single
stranded
Priprema za mejozu
Duplikacija DNA
Mejoza evolucijski naprednija od
mitoze
Koristi iste mehanizme kao i mitoza
DNA se replicira u S fazi interfaze
MEJOZE
(identično mitozi)
M1 prophase
2n = 4
jednostruki
kromosomi Mejoza 1
2n = 4
dvostruki
kromosomi profaza 1
tetrade
sinapsa
1n = 2
dvostruki
kromosomi
telofaza 1
2n = 4
dvostruki
kromosomi metafaza 1
Mejoza II
1n = 2
dvostruki
kromosomi metafaza 2
1n = 2
jednostruki
kromosomi
telofaza 2
profaza 2
1n = 2
dvostruki
kromosomi
4
Crossing over
Za vrijeme Profaze 1, dijelovi sestrinskih
kromatida se izmjenjuju
sinapse
homologni parovi izmjenjuju
dijelove kromosoma
DNA se cijepa & ponovo spaja
tetrade
sinapsa
profaza 1
Izmjenjivanje dijelova DNA
Mitosis vs. Meiosis
mitosis
zygote
Učinak mejoze i mitoze
23
23 46
egg
sperm
46
meiosis 46 23
23
fertilization mitosis & development
mejoza fertilizacija mitoza + razvitak
46
46
46
46
46
46
46 46
gametes
Značaj spolnog razmnožavanja
omogućava genetičku varijabilnost
genetička rekombinacija za vrijeme mejoze
Nezavisno raspoređivanje kromosoma
Slučajno raspoređivanje homolognih kromosoma u Mejozi 1
crossing over
slučajna fertilizacija
Koji spermij će oploditi koje jaje?
Razvoj evolucije
Varijabilnost za prirodnu selekciju
Metafaza 1
Varijabilnost nastala genetičkom
rekombinacijom Nezavisno raspoređivanje kromosoma
Mejoza osigurava genetičku varijabilnost
Gamete potomaka imaju različitu kombinaciju gena od roditelja
Slučajno raspoređivanje u ljudi osigurava 223 (8,388,608) različitih kombinacija gameta
from Dad from Mom offspring new gametes
made by offspring
Varijacije nastale crossing overom
Stvara kompletno nove kombinacije svojstava na
svakom kromosomu od 8 milijuna različitih gameta “nemjerljivo”
OPLODNJA
STARENJE
1. Gomilanje nasljednih mutacija do kritične razine
2. Gomilanje metaboličkih oštećenja, poremećaj metabolizma do smrti
Kategorije procesa starenja:
promjena specifičnih organela
oštećenja na submikroskopskoj razini (više veza DNA i histona)
gomilanje tvari u stanicama (keratin u epitalnim st. ili hemoglobin u eritrocitima)
postmitotsko gomilanje pigmenata (stvaranje lipofuscin) u dugoživućim stanicama (neuroni, mišići, kosti)
promjena u strukturi makromolekula iz topljivih u netopljivi oblik (kolagen)
APOPTOZA – programirana smrt
Dnevna eliminacija 5X1011stanica
krvi
Uklanjanje tijela ličinke tijekom metamorfoze
Živčani sustav kod sisavaca – stvara se 50% više neurona koji se u toku razvoja unište (ostaju oni s pravilnim vezama)
Virusi mogu inducirati programiranu smrt
KASPAZA - egzekutor programirane smrt
Pojačana aktivnost lizosoma – samouništenje
Ekstracelularni matrix (hormoni – tiroksin)
APOPTOZA