Mitoză

Mitoza ( altă greacă μίτος „fir”) este o diviziune celulară  indirectă , cea mai comună metodă de reproducere a celulelor eucariote . Semnificația biologică a mitozei constă în distribuția strict identică a cromozomilor între nucleii fiice , ceea ce asigură formarea celulelor fiice identice genetic și păstrează continuitatea într-un număr de generații de celule [1] .

Mitoza este unul dintre procesele fundamentale ale ontogenezei (viața unui organism individual). Diviziunea mitotică asigură creșterea eucariotelor multicelulare prin creșterea populațiilor de celule tisulare . La plante , ca urmare a diviziunii celulare mitotice a țesuturilor educaționale ( meristeme ), numărul celulelor tisulare crește. Fragmentarea unui ou fecundat și creșterea majorității țesuturilor la animale au loc și prin diviziuni mitotice [2] .

Pe baza caracteristicilor morfologice, mitoza este împărțită în mod convențional în etape: profază , prometafază , metafază , anafază , telofază .

Durata medie a mitozei este de 1−2 ore [1] [3] . Mitoza celulelor animale, de regulă, durează 30-60 de minute, iar plantele - 2-3 ore [4] . Timp de 70 de ani, în corpul uman se efectuează în total aproximativ 10 14 diviziuni celulare [5] .

Mitoza apare numai în celulele eucariote (nucleare). Celulele procariotelor (non-nucleare) se divid într-un mod diferit, binar . Mitoza este diferită pentru diferite organisme [6] . Deci, de exemplu, procesul pentru celulele animale este „deschis”, iar pentru celulele fungice este „închis” (în care cromozomii se divid în întreg nucleul celular) [7] . La om, toate celulele, cu excepția gameților, sunt produse prin mitoză. Gameții sunt produși prin meioză .

Istoria cercetării

Primele descrieri ale fazelor mitozei și stabilirea secvenței lor au fost întreprinse în anii 1870-1880. La sfârșitul anilor 1870 și  începutul anilor 1880, histologul german Walter Flemming a inventat termenul de „mitoză” pentru a se referi la procesul de diviziune celulară indirectă [8] .

Primele descrieri incomplete referitoare la comportamentul și modificările nucleelor ​​în celulele în diviziune se găsesc în lucrările oamenilor de știință la începutul anilor 1870 . În lucrarea botanistului rus Edmund Russov , datată 1872 , plăcile de metafază și anafază, constând din cromozomi individuali , sunt descrise și descrise clar [9] . Un an mai târziu, zoologul german Anton Schneider și mai clar și mai consecvent, dar, desigur, nu a descris pe deplin diviziunea mitotică folosind exemplul zdrobirii ouălor de Mesostoma ehrenbergii .[10] . În lucrarea sa, în esență, principalele faze ale mitozei sunt descrise și ilustrate în succesiunea corectă: profază, metafază, anafaza (devreme și târzie). În 1874, botanistul moscovit I. D. Chistyakov a observat, de asemenea, faze individuale ale diviziunii celulare în sporii mușchilor și coadei- calului . În ciuda primelor succese, nici Russov, nici Schneider, nici Chistyakov nu au reușit să ofere o descriere clară și consecventă a diviziunii mitotice [11] .

În 1875, au fost publicate lucrări care conțineau descrieri mai detaliate ale mitozelor. Otto Buechli a oferit o descriere a modelelor citologice în zdrobirea ouălor de viermi rotunzi și moluște și în celulele spermatogene ale insectelor. Eduard Strasburger a investigat diviziunea mitotică în celulele algelor verzi spirogyra , în celulele mamă ale polenului de ceapă și în celulele mame ale sporilor din mușchiul club. Referindu-se la munca lui Otto Buechli și pe baza propriilor cercetări, Eduard Strasburger a atras atenția asupra unității proceselor de diviziune celulară în celulele vegetale și animale [12] .

Până la sfârșitul anului 1878  - începutul anului 1879, lucrări detaliate ale lui V. Schleicher (despre diviziunea celulelor cartilajului amfibieni ), V. Flemming (despre reproducerea celulelor în diferite țesuturi ale salamandrei și ale larvelor sale) și P. I. Peremezhko (despre diviziunea celulară în epiderma larvelor de triton ) a apărut. ). În lucrarea sa din 1879, Schleicher a propus termenul de „cariocineză” pentru a se referi la procesele complexe de diviziune celulară, implicând mișcarea părților constitutive ale nucleului [13] . Walter Flemming a fost primul care a introdus termenul „mitoză” pentru a se referi la diviziunea celulară indirectă, care mai târziu a devenit general acceptată [8] . Flemming deține și formularea finală a definiției mitozei ca proces ciclic, culminând cu separarea cromozomilor între celulele fiice [14] .

• Diviziunea celulară după E. Russov (1872)

• Diviziunea celulară după E. Strasburger (1875)

• Diviziunea celulară după W. Flemming (1882)

• Diviziunea celulară după E. B. Wilson (1900)

În 1880, O. V. Baranetsky a stabilit structura elicoidală a cromozomilor. În cursul cercetărilor ulterioare, au fost dezvoltate idei despre spiralizarea și despiralizarea cromozomilor în timpul ciclului mitotic [14] . La începutul anilor 1900, cromozomii au fost identificați ca purtători de informații ereditare, ceea ce a explicat ulterior rolul biologic al mitozei, care constă în formarea de celule fiice identice genetic.

În anii 1970 a început descifrarea și studiul detaliat al regulatorilor diviziunii mitotice [15] , datorită unei serii de experimente privind fuziunea celulelor în diferite etape ale ciclului celular . În acele experimente, când o celulă din faza M a fost combinată cu o celulă în oricare dintre etapele de interfază ( G1 , S sau G2 ) , celulele de interfază au trecut în starea mitotică (a început condensarea cromozomilor și membrana nucleară s-a dezintegrat). ) [16] . Ca urmare, s-a ajuns la concluzia că citoplasma unei celule mitotice conține un factor (sau factori) care stimulează mitoza [17] , sau, cu alte cuvinte, un factor M-stimulator.(MSF, din engleză  M-phase-promoting factor, MPF ) [18] .

Pentru prima dată, „factorul de stimulare a mitozei” a fost descoperit în ouăle mature nefertilizate ale broaștei cu gheare , care se află în faza M a ciclului celular. Citoplasma unui astfel de ou, injectată în ovocit , a dus la o tranziție prematură la faza M și la începutul maturării ovocitului (inițial, reducerea MPF ​​a însemnat factor de promovare a maturării )., care se traduce prin „factor de maturizare”). În cursul experimentelor ulterioare, s-a stabilit semnificația universală și, în același timp, un grad ridicat de conservatorism al „factorului de stimulare a mitozei”: extracte preparate din celule mitotice ale unei mari varietăți de organisme ( mamifere , arici de mare , moluște ). , drojdie ), când a fost introdusă în ovocitele de broaște cu gheare, le-a transformat în faza M [19] .

Studiile ulterioare au arătat că factorul de stimulare a mitozei este un complex heterodimeric format din proteina ciclină și o protein kinază dependentă de ciclină . Ciclina este o proteină reglatoare și se găsește în toate eucariotele . Concentrația sa crește periodic în timpul ciclului celular, atingând un maxim în metafaza mitozei. Odată cu debutul anafazei, se observă o scădere bruscă a concentrației de ciclină, datorită clivajului acesteia cu ajutorul complexelor proteolitice proteice complexe - proteazomi . Protein kinaza dependentă de ciclină este o enzimă ( fosforilază ) care modifică proteinele prin transferul unei grupări fosfat din ATP la aminoacizii serină și treonină . Astfel, odată cu stabilirea rolului și structurii principalului regulator al diviziunii mitotice, au început studiile asupra mecanismelor subtile de reglare a mitozei, care continuă până în prezent.

Aparat de diviziune celulară

Diviziunea tuturor celulelor eucariote este asociată cu formarea unui aparat special pentru diviziunea celulară. Un rol activ în diviziunea celulară mitotică este adesea atribuit structurilor citoscheletice . Universal atât pentru celulele animale cât și pentru cele vegetale este fusul mitotic bipolar , care constă din microtubuli și proteinele asociate acestora [20] . Fusul de diviziune asigură o distribuție strict identică a cromozomilor între polii de diviziune, în regiunea cărora se formează nucleii celulelor fiice în telofază.

O altă structură la fel de importantă a citoscheletului este responsabilă de diviziunea citoplasmei ( citokineza ) și, ca urmare, de distribuția organelelor celulare . În celulele animale, un inel contractil de filamente de actină și miozină este responsabil pentru citokineza . În majoritatea celulelor plantelor superioare , datorită prezenței unui perete celular rigid , citokineza are loc cu formarea unei plăci celulare în planul dintre două celule fiice. În același timp, aria de formare a unui nou sept celular este determinată în prealabil de o centură preprofazică de microfilamente de actină și, deoarece actina este, de asemenea, implicată în formarea septurilor celulare în ciuperci , este posibil ca aceasta să dirijeze citokineza. la toate eucariotele [21] .

Fus de fisiune

Formarea fusului de fisiune începe în profază. La formarea acestuia iau parte corpuri polari (poli) fusului și cinetocorii cromozomilor, ambii interacționând cu microtubuli  - biopolimeri constând din subunități de tubulină . Centrul principal de organizare a microtubulilor (MCT) în multe celule eucariote este centrozomul  , o acumulare de material fibrilar amorf, iar în majoritatea celulelor animale centrozomii includ și perechi de centrioli [23] . În timpul interfazei, COMT, de obicei situat în apropierea nucleului celulei, inițiază creșterea microtubulilor care diverg către perimetrul celulei și formează citoscheletul . În faza S, materialul centrozomului se dublează, iar în profaza mitozei începe divergența centrozomilor fiice. Din ele, la rândul lor, „cresc” microtubuli, care se lungesc până vin în contact unul cu celălalt, după care centrozomii diverg. Apoi, în prometafaza, după distrugerea membranei nucleare, microtubulii pătrund în regiunea nucleului celular și interacționează cu cromozomii. Cei doi centrozomi fiice sunt acum numiți poli fusi [24] .

După morfologie, se disting două tipuri de fus mitotic: astral (sau convergent) și anastral (divergent) [~ 1] [26] .

Tipul astral de figură mitotică, caracteristică celulelor animale, se distinge prin zone mici la polii fusului, în care microtubulii converg (converg). Adesea, centrozomii localizați la polii fusului astral conțin centrioli . De la polii de diviziune, microtubulii radiali diverg, de asemenea, în toate direcțiile, care nu fac parte din fus, ci formează zone stelate - citasters.

Tipul anastrial al figurii mitotice se distinge prin regiuni polare largi ale fusului, așa-numitele calote polare, care nu includ centrioli. În același timp, microtubulii diverg într-un front larg (diverg) din întreaga zonă a calotelor polare. Acest tip de figură mitotică se remarcă și prin absența citasterilor. Tipul anastral al fusului mitotic este cel mai caracteristic celulelor divizate ale plantelor superioare, deși uneori se observă la unele celule animale.

Microtubuli

Microtubulii sunt structuri dinamice care participă activ la construcția fusului de fisiune în timpul mitozei. Din punct de vedere chimic, sunt biopolimeri , alcătuiți din subunități de proteine ​​​​tubulină . Numărul de microtubuli din celulele diferitelor organisme poate varia semnificativ. În metafază, fusul de diviziune din celulele animalelor și plantelor superioare poate conține până la câteva mii de microtubuli, în timp ce la unele ciuperci există doar aproximativ 40 dintre ei [24] .

Microtubulii fusului mitotic sunt „instabili dinamic”. Capetele lor „pozitive” sau „plus”, divergente în toate direcțiile de la centrozomi, se schimbă brusc de la creștere uniformă la scurtare rapidă, în care întregul microtubul se depolimerizează adesea. Conform acestor date, formarea fusului mitotic se explică prin stabilizarea selectivă (selectivă) a microtubulilor care interacționează în regiunea ecuatorială a celulei cu cinetocorii cromozomi și cu microtubulii proveniți de la polul opus de diviziune. Acest model explică figura bipolară caracteristică a fusului mitotic [24] .

Centromeri și kinetocori

Centromerii  sunt secvențe ADN specializate necesare pentru legarea la microtubulii fusului și pentru segregarea ulterioară a cromozomilor. În funcție de localizare, se disting mai multe tipuri de centromeri. Centromerii holocentrici se caracterizează prin formarea de conexiuni cu microtubuli fusiformi pe toată lungimea cromozomului (unele insecte , nematode , unele plante ). Spre deosebire de holocentrici, centromerii monocentrici servesc pentru a comunica cu microtubulii dintr-o singură regiune a cromozomului [26] .

Cinetocorii cromozomii sunt de obicei localizați în regiunea centromerică - complexe proteice complexe, morfologic foarte asemănătoare ca structură pentru diferite grupuri de eucariote, cum ar fi, de exemplu, pentru diatomee și pentru oameni [27] . De obicei, există câte un cinetocor pentru fiecare cromatidă (cromozom). Pe micrografiile electronice, cinetocorul apare de obicei ca o structură lamelară cu trei straturi [28] . Ordinea straturilor este următoarea: stratul dens interior adiacent corpului cromozomului; strat mijlociu liber; stratul dens exterior, din care pleacă multe fibrile , formând așa-numitul. coroana fibroasă a kinetocorului.

Principalele funcții ale kinetocorului includ: fixarea microtubulilor fusului, asigurarea mișcării cromozomilor în timpul mitozei cu participarea microtubulilor, legarea cromatidelor surori împreună și reglarea separării lor ulterioare în anafaza mitozei [29] . Cel puțin, un microtubul (de exemplu, pentru drojdie ) asociat cu cinetocorul este suficient pentru a asigura mișcarea cromozomului. Cu toate acestea, fascicule întregi constând din 20-40 de microtubuli pot fi asociate cu un cinetocor (de exemplu, la plantele superioare sau la oameni ) pentru a asigura divergența cromozomilor către polii celulei [28] [29] .

Durata mitozei

Mitoza în sine decurge adesea relativ repede. Durata medie este de 1-2 ore, [1] [3] care durează doar aproximativ 10% din timpul ciclului celular. De exemplu, în divizarea celulelor meristemului rădăcină , interfaza este de 16-30 de ore, în timp ce mitoza durează doar 1-3 ore. Pentru celulele epiteliale intestinale de șoarece , perioada de interfază este de aproximativ 20-22 de ore, iar mitoza durează 1 oră. [30] În celulele animale , mitoza se desfășoară de obicei mai rapid și durează în medie 30-60 de minute, în timp ce în celulele vegetale durata medie a mitozei este de 2-3 ore. [4] Există excepții cunoscute cu indicatori opuși. De exemplu, în celulele animale, durata mitozei poate ajunge la 3,8 ore ( epiderma de șoarece ). Sau există obiecte din plante cu o durată de mitoză de 5 minute ( Chilomonas ). [31] Mitoza are loc cel mai intens în celulele embrionare (10-40 de minute în zdrobirea ouălor ).

Durata mitozei depinde de o serie de factori: dimensiunea celulei care se divide, ploidia acesteia și numărul de nuclei . Frecvența diviziunilor celulare depinde și de gradul de diferențiere celulară și de specificul funcțiilor îndeplinite. Astfel, neuronii sau celulele musculare scheletice umane nu se divid deloc; celulele hepatice se divid de obicei o dată la unul sau doi ani, iar unele celule epiteliale intestinale se divid de mai mult de două ori pe zi. [32]

Rata diviziunii celulare depinde și de condițiile de mediu, în special de temperatură. O creștere a temperaturii mediului în limitele fiziologice crește rata de mitoză, ceea ce poate fi explicat prin regularitatea obișnuită a cineticii reacțiilor chimice . [33]

Fazele mitozei

Faza ciclului celular corespunzătoare diviziunii celulare se numește faza M (de la cuvântul „mitoză”). Faza M este împărțită condiționat în șase etape, trecând treptat și continuu una în alta. [23] [30] Primele cinci - profaza, prometafaza (metachineza), metafaza, anafaza și telofaza (sau citotomia) - constituie mitoza, [~ 2] și procesul de separare a citoplasmei celulare, sau citokineza, care are originea în anafaza, continuă până la finalizarea ciclului mitotic și este de obicei considerată ca parte a telofazei.

Durata etapelor individuale este diferită și variază în funcție de tipul de țesut, de starea fiziologică a corpului și de factorii externi. Cele mai lungi etape asociate proceselor de sinteza intracelulara: profaza (2-270 minute) si telofaza (1,5-140 minute). Cele mai trecătoare faze ale mitozei, în timpul cărora are loc mișcarea cromozomilor: metafază (0,3-175 minute) și anafază (0,3-122 minute). Procesul real de divergență a cromozomilor către poli nu depășește de obicei 10 minute. [35]

Preprofază

Preprofaza este un termen rar folosit [36] pentru a desemna o etapă suplimentară a mitozei celulelor vegetale. Principalele evenimente ale preprofazei includ formarea unui inel de preprofază, formarea unui fragmozom și debutul nucleării microtubulilor în jurul nucleului celular. În ciuda existenței termenului „preprofază”, aceste evenimente sunt considerate mai des ca parte a fazei G2 [ 36] [37] [38] sau ca parte a profasei. [36] [39]

În celulele bogate în vacuole , în timpul preprofazei, se formează un fragmozom  - una dintre structurile care determină planul diviziunii celulare a plantei. Fragmozomul este un strat de citoplasmă care traversează vacuola în planul diviziunii celulare. [40] Nucleul celulelor cu o vacuola centrală mare este de obicei situat la periferie. În timpul preprofazei, se deplasează în regiunea fragmozomului. În timpul mișcării nucleului, vacuola este disecată de benzi de citoplasmă care conțin elemente ale citoscheletului . Fragmozomul formează și un fus mitotic. În timpul citokinezei, în regiunea fragmozomului se formează un fragmoplast și un nou perete celular .

Simultan cu fragmozomul, se formează un inel de preprofază , iar ambele structuri sunt situate în același plan. [41] Inelul de preprofază este o acumulare în formă de inel de microtubuli și filamente de actină în apropierea membranei celulare în planul diviziunii celulare a plantelor. Nucleul este situat în centrul inelului de preprofază și este conectat cu acesta prin microtubuli divergenți radial. În exterior, această structură seamănă cu o roată cu o jantă și spițe formate din microtubuli și filamente de actină, precum și cu un miez în loc de butuc. [41] Structura inelului este, de asemenea, îmbogățită în elemente EPR și vezicule ale aparatului Golgi .

Inelul de preprofază se formează înainte de profaza mitozei. După debutul profazei, microtubulii inelului se depolimerizează și participă în continuare la formarea fusului de fisiune. Funcțiile inelului de preprofază nu sunt încă clare. Cu toate acestea, s-a observat că citokineza celulelor vegetale are loc într-un plan determinat de poziția inelului de preprofază. [36] În diviziune simetrică, inelul se formează la mijloc, în timp ce în diviziune asimetrică, se formează mai aproape de un capăt al celulei. [41]

Profaza

Principalele evenimente ale profazei includ condensarea cromozomilor în nucleu și formarea unui fus de fisiune în citoplasma celulei. [42] Dezintegrarea nucleolului în profază este o caracteristică caracteristică, dar opțională pentru toate celulele. [43]

În mod convențional, momentul apariției cromozomilor vizibili microscopic datorită condensării cromatinei intranucleare este luat ca început de profază . Compactarea cromozomilor are loc datorită helixării pe mai multe niveluri a ADN-ului. Aceste modificări sunt însoțite de o creștere a activității fosforilazelor care modifică histonele care sunt direct implicate în asamblarea ADN-ului. Ca rezultat, activitatea transcripțională a cromatinei scade brusc , genele nucleolare sunt inactivate și majoritatea proteinelor nucleolare se disociază. Cromatidele surori condensate în profaza timpurie rămân împerecheate pe toată lungimea lor cu ajutorul proteinelor cohesine, cu toate acestea, până la începutul prometafazei, legătura dintre cromatide este păstrată doar în regiunea centromerului. Prin profază târzie, se formează cinetocori maturi pe fiecare centromer al cromatidelor surori, care sunt necesare pentru ca cromozomii să se atașeze de microtubulii fusului în prometafază. [44]

Odată cu procesele de condensare intranucleară a cromozomilor, fusul mitotic începe să se formeze în citoplasmă - una dintre principalele structuri ale aparatului de diviziune celulară responsabilă de distribuția cromozomilor între celulele fiice. La formarea fusului de diviziune în toate celulele eucariote, iau parte corpurile polare (centrozomi), microtubulii și cinetocorii cromozomilor. [26]

Odată cu începutul formării fusului mitotic în profază, sunt asociate modificări dramatice ale proprietăților dinamice ale microtubulilor. Timpul de înjumătățire al unui microtubul mediu scade cu un factor de aproximativ 20 de la 5 minute (în interfaza) la 15 secunde. [24] [44] Cu toate acestea, rata de creștere a acestora crește de aproximativ 2 ori în comparație cu microtubulii de aceeași interfază. [44] Capetele plus de polimerizare ("+"-capetele) sunt "instabile dinamic" și trec brusc de la creșterea uniformă la scurtarea rapidă, care adesea depolimerizează întregul microtubul. [24] Este de remarcat faptul că, pentru buna funcționare a fusului mitotic, este necesar un anumit echilibru între procesele de asamblare și depolimerizare a microtubulilor, deoarece nici microtubulii fusului stabilizați, nici depolimerizați nu sunt capabili să miște cromozomii. [~3]

Odată cu modificările observate în proprietățile dinamice ale microtubulilor care alcătuiesc filamentele fusului, în profază se formează poli de fisiune. Centrozomii replicați în faza S diverg în direcții opuse datorită interacțiunii microtubulilor polari care cresc unul spre celălalt. Cu capetele lor minus (“-”-capetele), microtubulii sunt scufundați în substanța amorfă a centrozomilor, iar procesele de polimerizare se desfășoară de la capetele plus care se confruntă cu planul ecuatorial al celulei. În acest caz, mecanismul probabil de separare a polilor este explicat după cum urmează: proteinele asemănătoare dineinei orientează capetele plus polimerice ale microtubulilor polilor într-o direcție paralelă, iar proteinele asemănătoare kinezinei , la rândul lor, le împing către polii de diviziune. [46]

În paralel cu condensarea cromozomilor și formarea fusului mitotic, în timpul profaza are loc fragmentarea reticulului endoplasmatic , care se desface în mici vacuole , care apoi divergente spre periferia celulei. În același timp, ribozomii pierd contactul cu membranele ER. Cisternele aparatului Golgi își schimbă, de asemenea, localizarea perinucleară, împărțindu-se în dictiozomi separați , distribuiți în citoplasmă fără o ordine specială. [47]

Prometaphase

Sfârșitul profazei și debutul prometafazei sunt de obicei marcate de dezintegrarea membranei nucleare. [42] O serie de proteine ​​ale laminei sunt fosforilate , în urma cărora învelișul nuclear este fragmentat în vacuole mici, iar complexele porilor dispar. [48] ​​​​După distrugerea membranei nucleare, cromozomii sunt aranjați aleatoriu în regiunea nucleului. Cu toate acestea, în curând toți încep să se miște.

În prometafază, se observă mișcare intensivă, dar aleatorie a cromozomilor. Inițial, cromozomii individuali se deplasează rapid spre cel mai apropiat pol al fusului mitotic cu o viteză de până la 25 µm /min. [48] ​​​​Lângă polii de diviziune crește probabilitatea interacțiunii capetelor plus nou sintetizate ale microtubulilor fusului cu cinetocorii cromozomi. [48] ​​​​[49] Ca urmare a acestei interacțiuni, microtubulii cinetocorului (asociați cu cinetocorul) sunt stabilizați de la depolimerizarea spontană, iar creșterea lor asigură parțial distanța cromozomului conectat la ei în direcția de la pol la planul ecuatorial al fusului. Pe de altă parte, cromozomul este depășit de fire de microtubuli care vin de la polul opus al fusului mitotic. Interacționând cu kinetocorul, ei participă și la mișcarea cromozomului. Ca rezultat, cromatidele surori sunt asociate cu poli opuși ai fusului. [45] Forța exercitată de microtubuli de la diferiți poli nu numai că stabilizează interacțiunea acestor microtubuli cu cinetocorii, dar și, în cele din urmă, aduce fiecare cromozom în planul plăcii metafazate . [cincizeci]

În celulele de mamifere , prometafaza are loc, de regulă, în 10-20 de minute. [49] La neuroblastele de lăcuste , această etapă durează doar 4 minute, în timp ce la endospermul Haemanthus și fibroblastele de triton durează  aproximativ 30 de minute. [51] În celulele de drojdie, nu este posibil să se facă distincția clară între etapele profazei și prometafazei din cauza conservării învelișului nuclear în timpul diviziunii. De asemenea, întreruperea parțială sau ulterioară a membranei nucleare face dificilă distingerea între etapele de profază și prometafază în celulele Drosophila și C. elegans . În astfel de cazuri, termenul general „profază” este folosit pentru a descrie toate evenimentele timpurii ale diviziunii mitotice. [42]

Metafaza

La sfârșitul prometafazei, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial al fusului (și nu al întregii celule [52] ) aproximativ la o distanță egală de ambii poli de diviziune, formând o placă de metafază (ecuatorială) . Morfologia plăcii metafazei în celulele animale, de regulă, se distinge printr-o aranjare ordonată a cromozomilor: regiunile centromerice sunt îndreptate spre centrul fusului, iar brațele sunt îndreptate spre periferia celulei (figura „stelei mamei”. "). În celulele vegetale, cromozomii se află adesea în planul ecuatorial al fusului fără o ordine strictă. [53] [54] În celulele de drojdie, cromozomii, de asemenea, nu se aliniază în planul ecuatorial, ci sunt aranjați aleatoriu de-a lungul fibrelor fusului de fisiune. [42]

Metafaza ocupă o parte semnificativă a perioadei de mitoză și se caracterizează printr-o stare relativ stabilă. În tot acest timp, cromozomii sunt menținuți în planul ecuatorial al fusului datorită forțelor de tensiune echilibrate ale microtubulilor kinetocor, făcând mișcări oscilatorii cu o amplitudine mică în planul plăcii metafazate. [55]

În metafază, precum și în timpul altor faze de mitoză, reînnoirea activă a microtubulilor fusului continuă prin asamblarea intensivă și depolimerizarea moleculelor de tubulină . În ciuda unei anumite stabilizări a fasciculelor de microtubuli kinetocori, există o sortare constantă a microtubulilor interpolari, al căror număr în metafază atinge un maxim. [53]

Până la sfârșitul metafazei, se observă o separare clară a cromatidelor surori, legătura dintre care se păstrează doar în regiunile centromerice. Brațele cromatidelor sunt dispuse paralel între ele, iar golul care le separă devine clar vizibil. [53]

Anaphase

Anafaza este cea mai scurtă etapă a mitozei, care începe cu separarea bruscă și separarea ulterioară a cromatidelor surori către polii opuși ai celulei. [56] Cromatidele diverg cu o rată uniformă de până la 0,5–2 µm/min [1] [57] (0,2–5 µm/min [58] ), și adesea capătă o formă de V. Mișcarea lor se datorează acțiunii unor forțe semnificative, estimate la 10 -5 dine pe cromozom, care este de 10.000 de ori mai mare decât forța necesară pentru a deplasa pur și simplu cromozomul prin citoplasmă la viteza observată. [59]

În general, segregarea cromozomilor anafazici constă din două procese relativ independente numite anafaza A și anafaza B.

Anafaza A este caracterizată prin separarea cromatidelor surori de polii opuși ai diviziunii celulare. [42] Aceleași forțe care țineau anterior cromozomii în planul plăcii metafazate sunt responsabile de mișcarea lor. Procesul de separare a cromatidelor este însoțit de o scurtare a lungimii microtubulilor kinetocori depolimerizați. Mai mult, degradarea lor se observă mai ales (cu 80% [60] ) în regiunea kinetocorilor, din partea capetelor plus (anterior, de la începutul profazei și până la începutul anafazei, asamblarea tubulinei). subunităţile predominau la capete plus). [59] Probabil, depolimerizarea microtubulilor la cinetocori sau în regiunea polilor de diviziune este o condiție necesară pentru mișcarea cromatidelor surori, deoarece mișcarea lor este oprită prin adăugarea de taxol sau apă grea (D 2 O), care au un efect stabilizator asupra microtubulilor. Mecanismul care stă la baza segregării cromozomilor în anafaza A este încă necunoscut. [~4] [59]

În timpul anafazei B, polii diviziunii celulare înșiși diverg [42] și, spre deosebire de anafaza A, acest proces are loc datorită asamblarii microtubulilor poli de la capete plus. Firele antiparalele polimerizante ale arborelui, atunci când interacționează, creează parțial forța care împinge polii în afară. Mărimea mișcării relative a polilor în acest caz, precum și gradul de suprapunere a microtubulilor polilor din zona ecuatorială a celulei, variază foarte mult la indivizii diferitelor specii. [61] Pe lângă forțele de respingere, polii de diviziune sunt supuși forțelor de tragere din microtubulii astrali, care sunt create ca urmare a interacțiunii cu proteinele asemănătoare dineinei de pe membrana plasmatică a celulei. [62]

Secvența, durata și contribuția relativă a fiecăruia dintre cele două procese care alcătuiesc anafaza pot fi extrem de diferite. Astfel, în celulele de mamifere, anafaza B începe imediat după începutul divergenței cromatidei către polii opuși și continuă până când fusul mitotic este de 1,5-2 ori mai lung decât cel de metafază. În unele alte celule (de exemplu, drojdia), anafaza B începe numai după ce cromatidele ajung la polii de diviziune. La unele protozoare, în timpul anafazei B, fusul se prelungește de 15 ori în comparație cu metafaza. [56] Anafaza B este absentă în celulele plantelor. [62]

Telophase

Telofaza (din greacă τέλος  - sfârșit) este considerată stadiul final al mitozei; începutul său este luat ca momentul în care cromatidele surori separate se opresc la polii opuși ai diviziunii celulare. [62] În telofaza timpurie, are loc o decondensare a cromozomilor și, în consecință, o creștere a volumului acestora. În apropierea cromozomilor individuali grupați, începe fuziunea veziculelor membranare, care dă naștere reconstrucției învelișului nuclear. Materialul pentru construirea membranelor nucleelor ​​fiice nou formate sunt fragmente din membrana nucleară degradată inițial a celulei mamă, precum și elemente ale reticulului endoplasmatic . [63] În acest caz, veziculele individuale se leagă de suprafața cromozomilor și se îmbină împreună. Membranele nucleare exterioare și interioare sunt restaurate treptat, lamina nucleară și porii nucleari sunt restaurați . În procesul de reparare a anvelopei nucleare, veziculele membranare discrete se conectează probabil la suprafața cromozomilor fără a recunoaște secvențe de nucleotide specifice , deoarece experimentele au arătat că repararea membranei nucleare are loc în jurul moleculelor de ADN împrumutate de la orice organism, chiar și de la un virus bacterian . [64] În interiorul nucleilor celulari nou formați, cromatina se dispersează , sinteza ARN -ului se reia și nucleolii devin vizibili .

În paralel cu procesele de formare a nucleelor ​​celulelor fiice în telofază, începe și se termină dezasamblarea microtubulilor fusului de fisiune. Depolimerizarea are loc în direcția de la polii de diviziune la planul ecuatorial al celulei, de la capetele minus la capetele plus. În același timp, microtubulii din partea de mijloc a axului de diviziune rămân cei mai lungi, care formează corpul Flemming rezidual . [65]

Citokineza

Sfârșitul telofazei coincide în principal cu diviziunea corpului celulei mamă - citokineza (citotomie). [66] [67] Aceasta produce două sau mai multe celule fiice. Procesele care conduc la divizarea citoplasmei încep în mijlocul anafazei și pot continua după sfârșitul telofazei. Mitoza nu este întotdeauna însoțită de diviziunea citoplasmei, astfel încât citokineza nu este clasificată ca o fază separată a diviziunii mitotice și este de obicei considerată ca parte a telofazei. [~5]

Există două tipuri principale de citokineză: diviziunea prin constricția transversală a celulei (cea mai caracteristică celulelor animale) și diviziunea prin formarea unei plăci celulare (tipic plantelor datorită prezenței unui perete celular rigid ). Planul de diviziune celulară este determinat de poziția fusului mitotic și merge în unghi drept față de axa lungă a fusului. [68]

La împărțirea printr-o constricție transversală a celulei, locul de diviziune a citoplasmei este stabilit în prealabil în timpul perioadei de anafază, când apare un inel contractil de filamente de actină și miozină în planul plăcii metafazei de sub membrana celulară . În viitor, datorită activității inelului contractil, se formează o brazdă de fisiune, care se adâncește treptat până când celula este complet divizată. La finalizarea citokinezei, inelul contractil se dezintegrează complet, iar membrana plasmatică se contractă în jurul corpului Flemming rezidual, care constă dintr-o acumulare de resturi a două grupuri de microtubuli poli strâns împachetate împreună cu material dens de matrice. [69]

Diviziunea prin formarea unei plăci celulare începe cu deplasarea micilor vezicule limitate de membrană către planul ecuatorial al celulei. Aici ele fuzionează pentru a forma o structură în formă de disc, închisă în membrană, numită placa celulară timpurie. Veziculele mici provin în principal din aparatul Golgi și călătoresc spre planul ecuatorial de-a lungul microtubulilor polului rezidual ai fusului de fisiune formând o structură cilindrică numită fragmoplast . Pe măsură ce placa celulară se extinde, microtubulii fragmoplastului timpuriu se deplasează simultan la periferia celulei, unde, datorită noilor vezicule membranare, creșterea plăcii celulare continuă până la fuziunea sa finală cu membrana celulei mamă. După separarea finală a celulelor fiice, microfibrilele de celuloză sunt depuse în placa celulară , completând formarea unui perete celular rigid. [70]

Reglarea mitozei

Principalele mecanisme de reglare ale mitozei sunt procesele de fosforilare și proteoliză [71] . Reacțiile reversibile de fosforilare și defosforilare permit evenimente mitotice reversibile, cum ar fi asamblarea/dezintegrarea fusului sau dezintegrarea/repararea anvelopei nucleare. Proteoliza stă la baza evenimentelor ireversibile ale mitozei, cum ar fi separarea cromatidelor surori în anafaza sau distrugerea ciclinelor mitotice în etapele ulterioare ale mitozei.

Puncte de control

Având în vedere problema reglării mitozei, se pot distinge în mod convențional două perioade de diviziune mitotică: de la începutul profazei la anafaza, și mai departe, de la anafaza până la sfârșitul telofazei [73] . Fiecare dintre cele două perioade etichetate începe cu trecerea unui punct de control al ciclului celular .

Primul punct de control este trecerea de la faza G 2 la faza M. Principala condiție pentru depășirea punctului de control G 2 /M este replicarea completă a ADN-ului : începutul diviziunii mitotice este blocat la majoritatea eucariotelor în caz de deteriorare sau replicare incompletă a ADN-ului. Evenimentele de la începutul profaza până la sfârșitul metafazei sunt inițiate și continuă cu participarea complexelor proteice constând din cicline mitotice și kinaze dependente de ciclină ( ing.  M-Cdk ).

Al doilea punct de control servește ca o barieră de divizare la granița dintre metafaza și anafaza. În această etapă, starea fusului de fisiune este un indicator critic: intrarea în anafază la toate eucariotele este blocată în prezența defectelor fusului. Un activator cheie al evenimentelor anafazei este ubiquitin ligaza APC Cdc20 [72] .

Regulatori majori ai mitozei

Ciclin kinaze

Complexele ciclin kinazei ( M-Cdk ) sunt activatorii cheie ai mitozei, asigurând inițierea evenimentelor profază-metafază .  Acești complecși sunt heterodimeri formați din două subunități: regulator - ciclină mitotică ( ing. M cyclin ) și catalitic - cyclin-dependent kinase ( ing. Cdk - cyclin-dependent kinase ).   

Reglarea mitozei la toate eucariotele implică kinaza Cdk1 dependentă de ciclină [75] , care este o enzimă (fosforilază) care modifică proteinele prin transferul grupării fosfat din ATP la aminoacizii serină și treonină. Concentrația de Cdk1 este constantă pe tot parcursul ciclului celular [76] , astfel încât activitatea kinazei dependente de ciclină în timpul mitozei depinde în principal de asocierea acesteia cu ciclina mitotică. Concentrația ciclinelor mitotice crește pe măsură ce mitoza se apropie și atinge un maxim în metafază. Diferiți taxoni sunt caracterizați de cicline mitotice diferite. Astfel, în drojdia în devenire, patru cicline Clb1, 2, 3 și 4 sunt implicate în reglarea mitozei; Drosophila are cicline A, B, B3; la vertebrate, ciclina B. [77]

Regulatori ai activității ciclin kinazei

Acumularea ciclinelor mitotice începe în stadiul G2 . O creștere a concentrației ciclinelor este asigurată de transcrierea genelor corespunzătoare acestora. [79] Ciclinele nou sintetizate se combină imediat cu kinaza inactivă Cdk1. Cu toate acestea, complexele ciclin-kinaze formate în acest caz rămân în stare inactivă până în momentul activării mitozei. Inhibarea activității complexelor M-Cdk1 în timpul fazei G 2 se datorează fosforilării inhibitorii a moleculei Cdk1. [80] Un grup de protein kinaze din familia Wee1 este responsabil pentru inhibarea Cdk1. [77] [79] Ca rezultat, până la începutul mitozei, o cantitate semnificativă de complexe M-Cdk1 inactive se acumulează în celulă.

Începutul real al profazei la nivel molecular este marcat de o activare accentuată a complexelor kinazei M-Cdk1. Saltul în activitatea M-Cdk1 se bazează pe cel puțin două evenimente interdependente. În primul rând, activarea fosfatazelor din familia Cdc25, care eliberează complexul M-Cdk1 din grupările fosfat inhibitoare, este cronometrată până la începutul profazei. În al doilea rând, kinazele M-Cdk1 activate în acest fel sunt incluse în lanțul de feedback pozitiv : prin fosforilare, își activează propriii activatori ai familiei Cdc25 și își inhibă propriii inhibitori ai familiei Wee1. Ca urmare, la începutul profazei, există o creștere interconectată a activității fosfatazelor din familia Cdc25 și ciclin kinazelor M-Cdk1 pe fondul unei scăderi paralele a activității inhibitorilor din familia Wee1. Astfel, activarea mitozei se bazează pe principiul feedback-ului pozitiv. Dar, în ciuda a ceea ce se știe deja despre mecanismele de inițiere ale mitozei, rămâne neclar care stimul particular activează inițial Cdc25 sau Cdk1, oferind astfel un lanț de feedback pozitiv. [~6] [79] [82]

Kinaze de tip polo și aurora

În plus față de kinazele dependente de ciclină, în reglarea evenimentelor mitotice sunt implicate cel puțin încă două tipuri de kinaze: kinaze asemănătoare polo și kinaze din familia aurorelor. Kinazele asemănătoare polo ( eng.  kinaza asemănătoare polo, Plk ) sunt proteine ​​kinaze serin-treonină care sunt activate la început și inactivate în stadiile târzii ale mitozei sau la începutul fazei G1 . Aceste kinaze sunt implicate în diferite procese mitotice: asamblarea fusului, funcția cinetocorului și citokineza. [83] Kinazele familiei aurore aparțin, de asemenea, grupului de proteine ​​kinaze serin-treonin. În organismele pluricelulare se disting doi reprezentanți principali ai acestei familii: aurora A și aurora B. Aurora A kinaza este implicată în reglarea funcționării centrozomilor și a fusului mitotic. Aurora B kinaza este implicată în reglarea proceselor de condensare și separare a cromatidelor surori și asigură, de asemenea, atașarea kinetocorilor la microtubulii fusului. [84]

Activator anafaza APC Cdc20

Complexul de promovare a anafazei ( APC ), numit și ciclozom, este un compus proteic mare care joacă un rol critic în activarea anafazei .  Din punct de vedere funcțional, complexul de stimulare a anafazei este o ubiquitin ligază și catalizează reacțiile de adiție ale moleculelor de ubiquitină la diferite proteine ​​țintă, care în cele din urmă sunt supuse proteolizei . [86]

În structura complexului de stimulare anafază sunt alocate aproximativ 11-13 subunități. Miezul complexului constă din subunitatea cullin (Apc2) și domeniul RING (Apc11), la care este atașată enzima de conjugare a ubiquitinei (E2). Funcționarea complexului este reglată prin adăugarea unei subunități activatoare la momentul potrivit din ciclul celular. [85]

Proteina Cdc20 ( de exemplu proteina  ciclului de diviziune celulară 20  - „proteina ciclului celular 20”) activează complexul APC în timpul tranziției unei celule în diviziune de la metafază la anafază. Se întâmplă în felul următor. În stadiul de metafază, complexul ciclin-kinază M-Cdk transformă nucleul complexului APC prin fosforilare. Ca urmare a acestei schimbări conformaționale, probabilitatea atașării activatorului Cdc20 crește. Ca rezultat, complexul APC Cdc20 activat dobândește activitate ubiquitin-ligază și își ubiquitinează principalele ținte, securina și ciclinele mitotice. [85]

Securina (una dintre țintele principale ale APC Cdc20 ) este o proteină inhibitoare care menține enzima separaza în starea sa inactivă . Ca urmare a reacției de ubiquitinare, securina este distrusă, iar separaza eliberată în același timp distruge cohesina . După degradarea coezinei, care asigură coeziunea cromatidelor surori, cromozomii se separă și diverg către polii diviziunii celulare. [87]

Ubiquitinarea și, ca urmare, distrugerea ciclinelor mitotice (o altă țintă importantă a APC Cdc20 ) declanșează un lanț de feedback negativ . Arata cam asa. Complexul ciclin kinazei M-Cdk activează complexul ubiquitin ligază APC Cdc20 , care distruge în mod intenționat ciclinele mitotice, ceea ce duce la degradarea complexului ciclin kinazei M-Cdk, adică lanțul de reacții duce la distrugerea activatorului original. a acestui lanț. Dar, deoarece activitatea APC Cdc20 este dependentă de complexul M-Cdk, inactivarea ciclin kinazei M-Cdk are ca rezultat inactivarea APC Cdc20 . Ca rezultat, APC Cdc20 este dezactivat până la sfârșitul mitozei. [85]

Încrucișarea mitotică

Încrucișarea mitotică este procesul de schimb de porțiuni de cromozomi omologi în timpul diviziunii mitotice. Un tip relativ rar de recombinare genetică în celulele somatice , din cauza lipsei unui mecanism normal de conjugare a cromozomilor . [88] [89] Frecvența încrucișării mitotice nu este mai mare de o dată la un milion de diviziuni celulare [90] (1,3 ± 0,1 la 106 diviziuni celulare [91] ). La unele ciuperci diploide, frecvența recombinării mitotice poate ajunge la 1-10% din frecvența încrucișării meiotice . [92] Expunerea la radiații sau substanțe chimice poate crește frecvența recombinării mitotice. Unii cercetători sugerează că mecanismele de încrucișare meiotică și mitotică sunt similare . [91]

Prima dovadă a existenței recombinării mitotice a fost obținută de geneticianul Kurt Stern în 1936 . Omul de știință a efectuat cercetări asupra muștelor fructelor și a atras atenția asupra manifestării locale a trăsăturilor recesive la indivizii heterozigoți . Adică, la muștele cu o acoperire exterioară normală, au apărut zone de țesut cu o culoare galbenă sau cu peri „arși”. Cu toate acestea, ambele trăsături au fost codificate de gene localizate în același cromozom și nu ar fi trebuit să se manifeste la indivizi heterozigoți. Deosebit de curioase au fost cazurile de „pete duble”, în care ambele trăsături recesive s-au manifestat deodată, de altfel, atât la indivizii feminini, cât și la bărbați. Ca urmare, pe baza datelor obținute, s-a făcut o concluzie despre existența recombinării mitotice în celulele somatice. [90] [91]

Patologia mitozei

Patologia mitozei se dezvoltă atunci când cursul normal al diviziunii mitotice este perturbat și adesea duce la apariția celulelor cu cariotipuri dezechilibrate , prin urmare, duce la dezvoltarea mutațiilor și aneuploidiei . De asemenea, ca urmare a dezvoltării anumitor forme de patologie, se observă aberații cromozomiale . Mitozele incomplete, care se opresc din cauza dezorganizarii sau distrugerii aparatului mitotic, duc la formarea celulelor poliploide . Poliploidia și formarea de celule binucleare și multinucleare apar în cazul încălcării mecanismelor citokinezei. Cu consecințe semnificative ale patologiei mitozei, moartea celulară este posibilă.

În țesuturile normale, patologia apare în cantități mici. De exemplu, aproximativ 0,3% din mitozele patologice apar în epiderma șoarecilor; în epiteliul laringelui uman și al uterului - aproximativ 2%. Mitozele patologice sunt adesea observate în timpul carcinogenezei , în timpul diferitelor expuneri extreme, în timpul radiațiilor sau infecției virale , [~7] în cancer și hiperplazii precanceroase . [~8] Frecvența mitozelor anormale crește, de asemenea, odată cu vârsta . [95]

În mod convențional, se distinge patologia mitozei de tip funcțional și organic. Tulburările funcționale includ , de exemplu, hiporeactivitatea celulelor care intră în mitoză - o scădere a răspunsului la regulatorii fiziologici care determină rata de proliferare a celulelor normale. Tulburările organice apar atunci când structurile implicate în diviziunea mitotică (cromozomi, aparat mitotic, suprafața celulară) sunt deteriorate, precum și atunci când procesele asociate acestor structuri sunt perturbate (replicarea ADN-ului, formarea fusului de fisiune, mișcarea cromozomilor, citokineza). [95]

Clasificarea și caracteristicile generale ale diferitelor forme de patologii ale mitozei

Pe baza caracteristicilor morfologice și a tulburărilor citochimice ale procesului mitotic, se disting trei grupuri principale de patologii ale mitozei: patologia asociată cu deteriorarea cromozomilor; patologia asociată cu afectarea aparatului mitotic; încălcarea citokinezei [96] .

I. Patologia mitozei asociată cu afectarea cromozomilor

1) Se observă o întârziere a mitozei în profază cu încălcări ale replicării ADN-ului .

2) Încălcarea spiralizării și despiralizarea cromozomilor poate fi urmărită ca urmare a acțiunii diferitelor otrăvuri mitotice asupra unei celule în diviziune. De exemplu, expunerea la colchicină duce la hipercoilarea cromozomilor, care se scurtează și se îngroașă [96] .

3) Separarea timpurie (prematură) a cromatidelor în profază (în mod normal, separarea cromatidelor are loc la trecerea de la metafază la anafază). Patologia indicată se observă, de exemplu, atunci când presiunea osmotică din fibroblastele de iepure se modifică în cultura de țesut sau când sunt expuse la agenți cancerigeni ( benzpiren , metilcolantren ) pe fibroblastele de șoarece [96] .

4) Fragmentarea și pulverizarea cromozomilor are loc în celulele tumorale , în timpul unei infecții virale, ca urmare a expunerii celulelor normale la radiații ionizante sau mutageni. Fragmentele pot fi simple, pereche și multiple. Cei cărora le lipsește o regiune centromeră nu participă la metakineză și, în consecință, nu diverg către polii de diviziune în anafază. În timpul fragmentării în masă a cromozomilor (pulverizare), majoritatea fragmentelor sunt, de asemenea, dispersate aleatoriu în citoplasmă și nu participă la metakineză [97] .

Ca rezultat, o parte din fragmentele de cromozom pot ajunge într-unul dintre nucleele fiice sau pot fi resorbite sau pot forma un micronucleu separat . De asemenea, fragmentele individuale au capacitatea de a se reuni la capete, iar astfel de reuniuni sunt de natură aleatorie și conduc la aberații cromozomiale [98] .

5) Punțile cromozomiale și cromatide sunt rezultatul fragmentării cromozomilor. Când fragmentele care conțin centromer sunt reunite, se formează un cromozom dicentric, care în timpul anafazei se întinde între polii opuși de diviziune, formând o punte. O punte cromozomală (de obicei dublă) rezultă din reunirea fragmentelor de cromozom, fiecare dintre acestea fiind formată din două cromatide cu un centromer. O punte cromatidă (de obicei o singură) rezultă din reunirea a două fragmente de cromatide separate cu centromerul [99] .

Până la sfârșitul anafazei - la începutul telofazei, punțile se rup rapid, de obicei, ca urmare a întinderii excesive a fragmentelor dicentrice de cromozomi. Formarea punților duce la eterogenitatea genotipică a celulelor fiice și, de asemenea, perturbă cursul etapelor finale de diviziune și întârzie citokineza [99] .

6) Decalajul cromozomilor în metakineză și în timpul divergenței către poli apare atunci când cromozomii sunt deteriorați în regiunea cinetocorului. Cromozomii deteriorați „se deplasează” pasiv în citoplasmă și, ca urmare, fie sunt distruși și eliminați din celulă, fie intră aleatoriu într-unul dintre nucleii fiice, fie formează un micronucleu separat. Întârzierea cromozomilor a fost observată în culturile de țesuturi ale celulelor tumorale, precum și în experimente în care cinetocorii cromozomilor au fost iradiați cu un microraz de raze ultraviolete [100] .

7) Formarea micronucleilor are loc prin fragmentarea sau întârzierea cromozomilor individuali, în jurul cărora se formează în telofază învelișul nuclear, în paralel cu formarea membranei în jurul nucleilor fiice principale. Micronucleii nou formați fie rămân în celulă pe parcursul întregului ciclu celular ulterior până la următoarea diviziune, fie suferă picnoză , sunt distruși și îndepărtați din celulă [100] .

8) Când cromozomii nu se separă, cromatidele surori nu se separă la debutul anafazei și se deplasează împreună la unul dintre poli, ceea ce duce la aneuploidie [101] .

9) Umflarea și aderența cromozomilor se observă în celulele tumorale și atunci când sunt expuse la doze toxice de diverse otrăvuri mitotice. Ca urmare a umflăturilor, cromozomii își pierd forma normală și se lipesc împreună, transformându-se în mase nodulare. Segregarea cromozomilor nu are loc, iar celulele în această stare mor adesea [101] .

II. Patologia mitozei asociată cu afectarea aparatului mitotic

1) Mitoza întârziată în metafază este caracteristică întregului grup de patologii ale mitozei asociate cu afectarea aparatului mitotic.

2) Mitoza colchicină sau c-mitoza  este una dintre patologiile mitozei asociate cu afectarea aparatului mitotic din cauza expunerii la otrăvuri statmocinetice ( colchicină , colcemidă , vinblastină , vincristină , acenaftenă , nocodazol , metanol , etc.) [102] . Ca urmare a expunerii la otrăvuri statmocinetice, mitoza este întârziată în stadiul de metafază din cauza dezorganizării diferitelor componente ale fusului mitotic - centrioli, microtubuli, kinetocori. Deteriorarea afectează, de asemenea, nucleul celular, plasmalema, diverse organele intracelulare ( mitocondrii , cloroplaste , aparatul Golgi ). Acțiunea otrăvurilor statmocinetice intensifică spiralizarea cromozomilor, ceea ce duce la scurtarea și îngroșarea acestora și, uneori, duce la umflarea și aderența cromozomilor. Ca urmare, apar aberații cromozomiale, se formează micronuclei ca urmare a fragmentării cromozomiale sau a lagului și se dezvoltă aneuploidia [103] .

Rezultatul k-mitozei depinde de doza și timpul de expunere a celulei care se divide la otrava statmocinetică. La doze toxice se observă picnoză nucleară și moarte celulară. Otrăvirea semnificativă are ca rezultat poliploidizare . Efectul dozelor mici este reversibil. În câteva ore, aparatul mitotic poate fi restabilit și diviziunea mitotică poate continua [103] .

3) Răspândirea cromozomilor în metafază are loc ca urmare a deteriorării sau dezorganizării complete a aparatului mitotic.

4) Mitoza multipolară este asociată cu o anomalie în reproducerea centriolilor, ceea ce duce la formarea de poli suplimentari și fusuri de diviziune. Ca urmare, cromozomii sunt distribuiti neuniform între nucleii fiice, ceea ce, la rândul său, duce la formarea de celule aneuploide cu un set de cromozomi dezechilibrat [104] .

5) Mitoza monocentrică este asociată cu o încălcare a diviziunii centriolilor. În acest caz, se formează un singur pol, din care diverg firele unui singur semi-ax. Ca urmare, mitoza monocentrică duce la poliploidizare [105] .

6) Mitoza asimetrică se caracterizează printr-o dezvoltare disproporționată a polilor opuși de diviziune, ceea ce duce la o distribuție neuniformă a cromozomilor între nucleii fiice, adică la aneuploidie [105] . Ca urmare, mitoza asimetrică duce la formarea de microcelule și celule gigantice cu nuclei hipo- și hiperploizi.

7) Metafaza cu trei grupe și metafaza cu cromozomi polari se caracterizează prin prezența în metafază, pe lângă placa ecuatorială principală , a încă două grupe sau cromozomi separati ("polari") în regiunea polilor diviziunii celulare . 105] . Cromozomii sunt reținuți în apropierea polilor fusului din cauza unei întârzieri a procesului de metakineză și nu din cauza divergenței premature. Motivele pentru care rămâne în urmă pot fi deteriorarea kinetocorului sau dezorganizarea catenelor cromozomiale individuale implicate în mișcarea cromozomilor întârziați [106] .

8) Metafaza goală este o acumulare inelară de cromozomi în placa ecuatorială de-a lungul periferiei celulei [107] .

III. Patologia mitozei asociată cu citotomie afectată

Există două grupuri de patologii ale mitozei asociate cu o încălcare a citotomiei: citotomia precoce , care are originea încă din anafaza; sau invers, întârzierea sau absența completă a citotomiei , rezultând în formarea de celule binucleare, sau se formează un nucleu poliploid [107] .

Tipuri de mitoză

Dezvoltarea unei tipologii și clasificări unificate a mitozelor este complicată de o întreagă gamă de caracteristici [~ 9] care, în diverse combinații, creează o varietate și eterogenitate de modele de diviziune mitotică. În același timp, opțiunile de clasificare separate dezvoltate pentru un taxon sunt inacceptabile pentru alții, deoarece nu țin cont de specificul mitozelor lor. De exemplu, unele variante ale clasificării mitozelor caracteristice organismelor animale sau vegetale se dovedesc a fi inacceptabile pentru alge [108] .

Una dintre caracteristicile cheie care stau la baza diferitelor tipologii și clasificări ale diviziunii mitotice este comportamentul învelișului nuclear. Dacă formarea fusului și diviziunea mitotică în sine se desfășoară în interiorul nucleului fără a distruge membrana nucleară, atunci acest tip de mitoză se numește închis . Mitoza cu dezintegrarea membranei nucleare, respectiv, se numește deschisă , iar mitoza cu dezintegrarea membranei numai la polii fusului, cu formarea de „ferestre polare” - semiînchise [108] [109] .

O altă trăsătură caracteristică este tipul de simetrie a fusului mitotic. În pleuromitoză , fusul de diviziune este bilateral simetric sau asimetric și constă, de obicei, din două semifusuri situate în metafază-anafaza la un unghi unul față de celălalt. Categoria ortomitozelor se caracterizează prin simetria bipolară a fusului de fisiune, iar în metafază există adesea o placă ecuatorială distinsă [109] .

În cadrul semnelor indicate, cea mai numeroasă este o ortomitoză tipică deschisă. Acest tip de mitoză este caracteristic animalelor, plantelor superioare și unor protozoare [110] .

Opțiuni pentru clasificarea mitozelor

7 tipuri de mitoză la protozoare [109] : Pleuromitoză intranucleară închisă Ortomitoză intranucleară închisă Mitoză euglenoidă închisă Pleuromitoză extranucleară închisă Pleuromitoză semiînchisă Ortomitoză semiînchisă Ortomitoză deschisă (eumitoză)

6 tipuri de mitoză la alge [108] : închis centric acentric închis Centric semi-închis Acentric semi-închis deschis centric deschis acentric

Originea și evoluția mitozei

Se presupune că procesul mitotic complex al organismelor superioare s-a dezvoltat treptat din mecanismele de fisiune procariotă [111] . Această presupunere este susținută de faptul că procariotele au apărut cu aproximativ un miliard de ani mai devreme decât primele eucariote. În plus, proteine ​​similare sunt implicate în mitoza eucariotă și fisiunea binară procariotă .

Posibilele etape intermediare între fisiunea binară și mitoză pot fi urmărite în eucariotele unicelulare , în care membrana nucleară nu este distrusă în timpul diviziunii . La majoritatea celorlalte eucariote, inclusiv plante și animale, fusul se formează în afara nucleului , iar învelișul nuclear este distrus în timpul mitozei. Deși mitoza la eucariotele unicelulare nu este încă bine înțeleasă, se poate presupune că a provenit din fisiunea binară și a atins în cele din urmă nivelul de complexitate care există în organismele multicelulare [112] .

La multe eucariote protozoare, mitoza a rămas, de asemenea, un proces legat de membrană, dar acum nu mai este plasmatică , ci nucleară [113] . Posibil, din cauza creșterii dimensiunii și numărului de cromozomi, structura de tip mezozom a fost împărțită în două elemente: COMT-ul de pe învelișul nuclear și cinetocorul de pe cromozom. Pentru a conecta aceste structuri între ele, în procesul de evoluție s-a dezvoltat un sistem intermediar de microtubuli. În cadrul acestei concepții, pleuromitoza intranucleară închisă este considerată a fi cea mai veche și primitivă. Segregarea cromozomilor în acest caz are loc prin segregarea CMT-urilor, de care cromozomii sunt atașați prin intermediul microtubulilor. La rândul lor, CMT-urile sunt atașate de membrana nucleară și diverg datorită creșterii membranei nucleare între ele [114] .

Mai multe linii evolutive paralele provin probabil din diverse variante de pleuromitoză intranucleară închisă [114] . Sunt considerate caracteristici evolutive progresive: dezintegrarea membranei nucleare în timpul mitozei; tranziția COMT de la nucleu la citoplasmă; formarea unui fus bipolar; spiralarea crescută a cromozomilor; formarea plăcii ecuatoriale în metafază. Astfel, evoluția diviziunii mitotice decurge în direcția de la pleuromitoza intranucleară închisă la ortomitoza deschisă [115] .

Endomitoza

Endomitoza este un tip de mitoză fără diviziune nucleară sau celulară , prin care celula acumulează multe copii ale acelorași cromozomi , asamblate într-un singur nucleu. Acest proces poate include, de asemenea, endoreduplicarea , iar celulele în acest caz sunt numite endoploide [116] . Un exemplu de celule care suferă endomitoză sunt megacariocitele , care dau naștere la trombocite [117] .

Un caz extrem de endomitoză este formarea de cromozomi politenici giganți , care rezultă din reproducerea repetată a cromozomilor fără divergență ulterioară. Astfel de cromozomi se găsesc în glandele salivare ale unor insecte , la larvele de Diptera în nucleii celulelor intestinale și la unele plante în nucleii sinergidelor (de exemplu, mazărea ) [118] .

Înțeles mitoză

Mitoza este un mijloc important de menținere a constanței setului de cromozomi . Ca urmare a mitozei, se realizează o reproducere identică a celulei. Prin urmare, rolul cheie al mitozei este copierea informațiilor genetice.

Mitoza apare în următoarele cazuri:

• Crestere si dezvoltare. Numărul de celule din organism în procesul de creștere crește din cauza mitozei. Aceasta constă în dezvoltarea unui organism multicelular dintr-o singură celulă - un zigot , precum și în creșterea unui organism multicelular.
• Mișcarea celulelor. În unele organe ale corpului , cum ar fi pielea și tractul digestiv , celulele sunt în mod constant eliminate și înlocuite cu altele noi. Celulele noi sunt formate prin mitoză și, prin urmare, sunt copii exacte ale predecesorilor lor. În mod similar, celulele roșii din sânge sunt înlocuite - eritrocitele , care au o durată de viață scurtă - 4 luni, iar noi eritrocite sunt formate prin mitoză.
• Regenerare. Unele organisme sunt capabile să regenereze părți ale corpului pierdute. În aceste cazuri, formarea de noi celule are loc adesea prin mitoză. De exemplu, datorită mitozei , stelele de mare refac razele pierdute.
• Reproducere asexuată. Unele organisme produc descendenți identici genetic prin reproducere asexuată . De exemplu, hidrele se reproduc asexuat prin înmugurire . Celulele de suprafață ale hidrei suferă mitoză și formează grupuri de celule numite muguri. Mitoza continuă în celulele rinichilor și devine adult. O diviziune celulară similară are loc în timpul înmulțirii vegetative a plantelor.

Vezi și

• Amitoza
• aneuploidie
• Meioză
• Ploidy
• Cromozomi politenici

Note

Comentarii

1. ↑ Însuși faptul de a împărți morfologia fusului mitotic în două tipuri nu neagă posibilitatea de a le combina pe ambele în cadrul aceluiași organism. De exemplu, în embriogeneza timpurie a mamiferelor, în timpul diviziunii maturării ovocitelor și la diviziunile I și II ale zigotului, se observă mitoze anastrale centriolare. Dar pornind de la a treia diviziune celulară și în toate cele ulterioare, celulele se divid cu participarea fusurilor astrale, în polii cărora se găsesc întotdeauna centrioli [25]
2. ↑ Inițial, pe baza caracteristicilor morfologice ale mitozei, acest proces a fost împărțit în doar patru etape principale: profază, metafază, anafază și telofază. [34]
3. ↑ Dacă celulele mitotice sunt plasate în apă grea (D 2 O) sau tratate cu taxol (aceste efecte inhibă dezasamblarea microtubulilor), atunci filamentele fusului se vor lungi. Un astfel de fus stabilizat nu poate trage cromozomii, iar mitoza se oprește. Dar mitoza este blocată și de efectul opus, dacă fibrele fusului sunt distruse reversibil de unul dintre cei trei agenți care inhibă asamblarea tubulinei în microtubuli - colchicină, temperatură scăzută sau presiune hidrostatică ridicată. [45]
4. ↑ Există cel puțin trei modele ipotetice care explică mecanismul probabil de segregare a cromozomilor în anafaza A. Potrivit uneia dintre ele, mișcarea cromatidelor se explică prin prezența proteinelor „mergătoare” în cinetocor, asemănătoare ca natură cu dineina sau kinesină; se deplasează de-a lungul microtubulului folosind energia hidrolizei ATP. Conform unei alte ipoteze, mișcarea cromozomilor se datorează dezintegrarii microtubulilor: pe măsură ce subunitățile tubulinei se disociază, cinetocorul trebuie să alunece în direcția polului pentru a menține contactul cu microtubulul. O a treia posibilitate este că microtubulii nu sunt direct responsabili pentru forța care conduce cinetocorul spre poli, ci pur și simplu reglează mișcarea cauzată de o altă structură. [59]
5. ↑ Există o serie de exemple care descriu mai multe diviziuni nucleare mitotice fără diviziune concomitentă a corpului celular. Astfel, în endospermul multor plante apar mitoze multiple fără diviziunea citoplasmei, ceea ce duce la formarea unui simplast multinuclear. O situație similară este observată în timpul diviziunilor sincrone a numeroase nuclee de mixomicete sau în stadiile incipiente de dezvoltare a embrionilor unor insecte. [66]
6. ↑ Mai multe modele inițiatoare sunt considerate posibile. De exemplu, se crede că complexele M-Cdk1 nu sunt complet blocate de familia de inhibitori Wee1. Ca rezultat, proporțional cu creșterea concentrației ciclinelor mitotice, o masă critică de kinaze M-Cdk1 active se poate acumula până la începutul profazei. Activarea parțială a ciclin kinazelor la vertebrate este probabil asigurată de fosfataza Cdc25B, al cărei nivel de activitate crește din faza S târzie și atinge un maxim în profaza mitozei. Cu toate acestea, s-a demonstrat că celulele de șoarece sunt capabile să se divizeze în absența acestui stimul. Un alt posibil activator poate fi complexul ciclin A-Cdk, care își păstrează activitatea de la începutul fazei S până la sfârșitul prometafazei mitozei. [81]
7. ↑ După infectarea culturilor de celule pulmonare umane diploide cu virusul Herpes simplex, numărul de mitoze patologice (k-mitoze, aberații cromozomiale) a crescut de la 3% la control la 40-60% la cultura infectată. [93]
8. ↑ Pe exemplul epiteliului laringelui uman s-au obținut date privind creșterea numărului de mitoze patologice în cancer. Dacă în inflamația cronică și în papiloamele de tip „juvenil”, numărul de mitoze patologice a fost de numai 2-2,5 ori mai mare decât numărul lor în epiteliul normal, atunci în precancer numărul de mitoze patologice a fost de aproximativ 25%, iar în cancer și papilomatoza atipică cu trecerea la cancer a ajuns la 36-45%. [94]
9. ↑ Astfel de semne, de exemplu, includ: comportamentul învelișului nuclear cu toate tranzițiile de la intact, fragmentat în grade diferite până la dezintegrare completă; comportament ambiguu al nucleolului de la rămas până la dispariție parțială sau completă; grad diferit de spiralizare (sau absența completă a acestora în dinoflagelate) și diferențierea morfologică a cromozomilor; caracteristici ale aranjamentului cromozomilor în placa metafază ; prezența kinetocorilor și diferențe în organizarea lor; diferențe de morfologie, natura originii și organizării fusului, durata păstrării zonei sale interzonale; apariția, împreună cu centrioli, a unor formațiuni polare speciale de diferite organizații și locuri de localizare a acestora; grad diferit de dezvoltare a membranei perinucleare etc. [108]

Surse

1. ↑ 1 2 3 4 Dicționar enciclopedic biologic / Cap. redactor Gilyarov M. S. - M. : Sov. Enciclopedia, 1986. - 831 p. — 100.000 de exemplare.
2. ↑ Gilbert, 1995 , p. 202.
3. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 396.
4. ↑ 1 2 Alov I. A. Mitoza - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
5. ↑ Buldakov, Kalistratova, 2003 , p. 39.
6. ↑ Raikov, IB Diversitatea formelor de mitoză în protozoare: o revizuire comparativă  //  European Journal of Protistology: journal. - 1994. - Vol. 30 , nr. 3 . - P. 253-269 . - doi : 10.1016/S0932-4739(11)80072-6 .
7. ↑ De Souza CP, Osmani SA Mitoză, nu doar deschisă sau închisă  (neopr.)  // Celulă eucariotă. - 2007. - Septembrie ( vol. 6 , nr. 9 ). - S. 1521-1527 . - doi : 10.1128/EC.00178-07 . — PMID 17660363 .
8. ↑ 1 2 Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 489.
9. ↑ Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 485.
10. ↑ Gloria Robinson. Schneider , Friedrich Anton  . www.encyclopedia.com. Data accesului: 25 aprilie 2017.
11. ↑ Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 486.
12. ↑ Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 487.
13. ↑ Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 488.
14. ↑ 1 2 Istoria biologiei până la începutul secolului al XX-lea, 1972 , p. 491.
15. ↑ Chentsov, 2004 , p. 470.
16. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 400.
17. ↑ Chentsov, 2004 , p. 471.
18. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 403.
19. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 404-405.
20. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 438.
21. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 463.
22. ↑ NIGMS - From Molecules to Medicines: Cell Biology and Biophysics  (ing.)  (link inaccesibil) . Arhivat din original pe 11 februarie 2012.
23. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 439.
24. ↑ 1 2 3 4 5 Alberts și colab., 1993 , p. 444.
25. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 429.
26. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , p. 429.
27. ↑ Chentsov, 2004 , p. 430.
28. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 446.
29. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , p. 433.
30. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , p. 434.
31. ↑ Alov, 1972 , p. optsprezece.
32. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 415.
33. ↑ Alov, 1972 , p. 21.
34. ↑ Alov, 1972 , p. 12.
35. ↑ Alov, 1972 , p. 19.
36. ↑ 1 2 3 4 Lackie, 2013 , p. 531.
37. ↑ Evert, Eichhorn, 2013 , p. 65.
38. ↑ Lewin și colab., 2011 , p. 876.
39. ↑ Smith LG Division Plane Determination in Plant Cells  (engleză) (mai 2006).
40. ↑ Lewin și colab., 2011 , p. 932.
41. ↑ 1 2 3 Lewin și colab., 2011 , p. 877.
42. ↑ 1 2 3 4 5 6 Morgan, 2007 , p. 89.
43. ↑ Alov, 1972 , p. 83.
44. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , p. 434.
45. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 445.
46. ↑ Chentsov, 2004 , p. 436.
47. ↑ Chentsov, 2004 , p. 436-437.
48. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , p. 436.
49. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 448.
50. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 449.
51. ↑ Alov, 1972 , p. 108.
52. ↑ Alov, 1972 , p. 112.
53. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , p. 439.
54. ↑ Alov, 1972 , p. 113.
55. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 451.
56. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 452.
57. ↑ Chentsov, 2004 , p. 440.
58. ↑ Alov, 1972 , p. 119.
59. ↑ 1 2 3 4 Alberts și colab., 1993 , p. 453.
60. ↑ Chentsov, 2004 , p. 441.
61. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 454.
62. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , p. 442.
63. ↑ Alov, 1972 , p. 135.
64. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 457.
65. ↑ Alov, 1972 , p. 137.
66. ↑ 1 2 Alberts și colab., 1993 , p. 458.
67. ↑ Alov, 1972 , p. 140.
68. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 459.
69. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 460.
70. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 461.
71. ↑ Morgan, 2007 , p. 90.
72. ↑ 12 Morgan , 2007 , p. 91.
73. ↑ Alberts și colab., 2008 , p. 1071.
74. ↑ Morgan, 2007 , p. 99.
75. ↑ Morgan, 2007 , p. treizeci.
76. ↑ Morgan, 2007 , p. 28.
77. ↑ 12 Morgan , 2007 , p. 32.
78. ↑ Morgan, 2007 , p. 97.
79. ↑ 1 2 3 Alberts și colab., 2008 , p. 1074.
80. ↑ Morgan, 2007 , p. 96.
81. ↑ Morgan, 2007 , p. 98-99.
82. ↑ Morgan, 2007 , p. 98.
83. ↑ Morgan, 2007 , p. 102.
84. ↑ Morgan, 2007 , p. 103.
85. ↑ 1 2 3 4 Morgan, 2007 , p. 48.
86. ↑ Morgan, 2007 , p. 46.
87. ↑ Alberts și colab., 2008 , p. 1087.
88. ↑ Lackie, 2013 , p. 419.
89. ↑ Redei, 2008 , p. 1238-1239.
90. ↑ 12 Hartwell și colab., 2010 , p. 146.
91. ↑ 1 2 3 Redei, 2008 , p. 1239.
92. ↑ Redei, 2008 , p. 1240.
93. ↑ Alov, 1972 , p. 192.
94. ↑ Alov, 1972 , p. 193.
95. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 167.
96. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , p. 169.
97. ↑ Alov, 1972 , p. 170.
98. ↑ Alov, 1972 , p. 171.
99. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 172.
100. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 174.
101. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 176.
102. ↑ Alov, 1972 , p. 177.
103. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 183.
104. ↑ Alov, 1972 , p. 184.
105. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , p. 185.
106. ↑ Alov, 1972 , p. 186.
107. ↑ 1 2 Alov, 1972 , p. 188.
108. ↑ 1 2 3 4 Sedova, 1996 , p. 103.
109. ↑ 1 2 3 Raikov, 1978 , p. 57.
110. ↑ Chentsov, 2004 , p. 428.
111. ↑ Alberts și colab., 1993 , p. 465.
112. ↑ Faza mitotică și faza G0  (în engleză)  (link nu este disponibil) . Fără margini. Consultat la 25 aprilie 2017. Arhivat din original pe 26 aprilie 2017.
113. ↑ Raikov, 1978 , p. 93.
114. ↑ 1 2 Raikov, 1978 , p. 94.
115. ↑ Raikov, 1978 , p. 95.
116. ↑ Lilly M., Duronio R. Noi perspective asupra controlului ciclului celular din endociclul  Drosophila //  Oncogene : jurnal. - 2005. - Vol. 24 , nr. 17 . - P. 2765-2775 . - doi : 10.1038/sj.onc.1208610 . — PMID 15838513 .
117. ↑ Italiano JE, Shivdasani R.A. Megacariocite și nu numai: nașterea trombocitelor  //  Journal of Thrombosis and Hemostasis : jurnal. - 2003. - Vol. 1 , nr. 6 . - P. 1174-1182 . - doi : 10.1046/j.1538-7836.2003.00290.x . — PMID 12871316 .
118. ↑ Inge-Vechtomov, 2010 , p. 89-90.

Literatură

• Alberts B. colab. Biologia moleculară a celulei. — 5 ediții. - Garland science, 2008. - 1601 p. — ISBN 978-0-8153-4105.
• Lackie JM (ed.). Dicționarul de biologie celulară și moleculară. — 5 ediții. - Presa Academică, 2013. - 750 p. — ISBN 978-0-12-384931-1 .
• Hartwell L. şi colab. Genetica: de la gene la genom. - editia a 4-a. - McGraw-Hill Science, 2010. - 816 p. - ISBN 978-0-07-352526-6.
• Morgan DO Ciclul celular: principii de control. — New science press, 2007. — 297 p. - ISBN 978-0-9539181-2-6 .
• Evert RF, Eichhorn SE Raven biologia plantelor. - editia a 8-a. - W. H. Freeman and Company, 2013. - 880 p. — ISBN 978-1-4292-1961-7 .
• Redei G.P. (ed.). Enciclopedie de genetică, genomică, proteomică și informatică. - editia a 3-a. - Springer, 2008. - 1822 p. — ISBN 978-1-4020-6753-2 .
• Alov IA Citofiziologia și patologia mitozei. - M . : " Medicină ", 1972. - 264 p. - 3700 de exemplare.
• Alberts B. și colab.. Biologia moleculară a celulei: În 3 volume - ed. a 2-a, revizuită. - M . : " Mir ", 1993. - T. 2. - 539 p. — ISBN 5-03-001987-1 .
• Dicţionar enciclopedic biologic / Ch. redactor Gilyarov M. S. . - M . : " Enciclopedia Sovietică ", 1986. - 831 p. — 100.000 de exemplare.
• Buldakov L. A., Kalistratova V. S. Radiații radioactive și sănătate . - M. : Inform-Atom, 2003. - 165 p.
• Gilbert S. Developmental Biology: in 3 volumes. - M . : " Mir ", 1995. - T. 3. - 352 p. - 5000 de exemplare.  — ISBN 5-03-001833-6 .
• Istoria biologiei din cele mai vechi timpuri până la începutul secolului al XX-lea / Editat de S. R. Mikulinsky . - M . : " Nauka ", 1972. - 564 p. - 9600 de exemplare.
• Lewin B. şi colab., Cells. — M. : BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2011. - 951 p. — (Cel mai bun manual străin). — ISBN 978-5-94774-794-2 .
• Mazia D. Mitoza si fiziologia diviziunii celulare = D. Mazia. Mitoza și fiziologia diviziunii celulare. Celula. Ed. de J. Brachet şi A. Mirsky. Vol. III. New York-Londra, Acad. presă, 1961 / Per. din engleza. D. M. Kershner; Sub. ed. si cu prefata. prof. L. N. Zhinkina . — M .: Izd-vo inostr. aprins. , 1963. - 428, [64] p.
• Raikov I. B. Nucleul protozoarelor. Morfologie și evoluție. - L . : „Nauka”, 1978. - 328 p. - 1600 de exemplare.
• Sedova T.V. Kariologia algelor. - Sankt Petersburg. : „Nauka”, 1996. - 386 p. - 500 de exemplare.  — ISBN 5-02-026058-4 .
• Chentsov Yu.S. Introducere în biologia celulară: manual pentru licee. - Ed. a IV-a, revizuită și completată. - M . : ICC "Akademkniga", 2004. - 495 p. - 3000 de exemplare.  - ISBN 5-94628-105-4 .
• Inge-Vechtomov S. G. Genetica cu bazele selecției. - Ed. a II-a, revizuită și completată. - Sankt Petersburg. : Editura N-L, 2010. - 718 p. - 3000 de exemplare.  — ISBN 978-5-94869-105-3 .

Link -uri

Ilustrații

•  Selecție tematică de ilustrații la Fototeca Știință . www.sciencephoto.com. Arhivat din original pe 5 august 2012.

Animație

• Stadii de mitoză (video animat)  (engleză) (18 octombrie 2009).
• Stadiile mitozei (animație 3D nr. 1)  (ing.) . Animație medicală hibridă (15 iunie 2009).
• Etapele mitozei (animație 3D nr. 2)  (ing.) . Protein Lounge (20 octombrie 2009).

Video

•  O selecție tematică de videoclipuri și animații din Biblioteca Știință Fotografică . www.sciencephoto.com. - Este necesar QuickTime Playerpentru a vizualizaArhivat din original pe 5 august 2012.
• William Sullivan, Claudio Sunkel și colab., Synchronous Mitotic Divisions (Video #1)  (ing.) . Biologia moleculară a celulei, ediția a 5-a (media DVD-ROM) . Garland Science (2002).
• Diviziuni mitotice sincrone (video #2) (25 noiembrie 2011). (nedefinit)
• Diviziunea mitotică a unei celule animale (video #1) (27 mai 2009). (nedefinit)
• Diviziunea mitotică a unei celule animale (video #2) (29 martie 2010). (nedefinit)
• Diviziunea mitotică a unei celule vegetale (video #1) (6 mai 2007). (nedefinit)
• Diviziunea mitotică a unei celule vegetale (video #2, începând cu 0:58)  (ing.) (20 iulie 2010).

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Britannica (online) Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	BNF : 12151573g GND : 4170185-9 J9U : 987007538751105171 LCCN : sh85086289 NDL : 00574510

ciclul celulei
faze	Interfaza G 1 -faza faza S G2 -faza _ faza M Mitoza ( preprofaza ) Profaza prometafaza metafaza Anafaza Telofază ) citokineza Alte faze G 0 -faza apoptoza Meioză Puncte de control Punct de restricție punctul axului punct de postreplicare Comutatoare biochimice în ciclul celular
Regulatoare	Ciclini A B D E F kinaze dependente de ciclină 2 3 patru 5 6 7 opt 9 zece kinaza care activează Cdk Ubiquitin ligaze Complex de stimulare anafazică complexul SCF Inhibitori Cdk Cip/Kip ( p21 , p27 , p57 ) INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 ) Alte cdc2 Cdc25 cdc42 Proteina de predispoziție la apoptoză celulară E2F factor de accelerare a maturării Vai

Cromozomii
Principal	Cariotip Ploidy Meioză Mitoză cromozomi omologi Sinapsa Teritorii cromozomiale
Clasificare	Autozom Gonosome microcromozom Cromozomi politenici Cromozomi perie de lampă
Structura	Cromatide Cohesin cromatide surori complex sinaptonemal Chiasma Telomerii Telomeraza Centromer Kinetocorul Cromatina Eucromatina Heterocromatina Nucleozom Histone : H1 H2A H2B H3 H4
Restructurari si incalcari	Translocarea duplicare ştergere Inversiunea schimbul de cromatide surori aneuploidie poliploidie Amfidiploizi
Determinarea sexului cromozomal	Sex heterogametic sex homogametic sistem XY cromozomul X cromozomul Y SRY Sistemul ZW Regiunea pseudoautosomală
Metode	Citogenetica Cartografiere PEŞTE Metoda ana-telofazică metoda metafazei