Name: cell division: mitosis and cytokinesis
Uploaded: 2023-06-23T15:38:45.000Z
Duration: 1 min 35 s
Channel: JoVE

الانقسام الفتيلي هو شكل من أشكال انقسام الخلية حيث يتم تقسيم المادة الوراثية للخلية بين خليتين ابنتيتين. 
أولا ، أثناء الطور الأولي ، يتكثف الكروماتين النووي في كروموسومات على شكل X تتكون من أزواج كروماتيدات شقيقة متصلة عند تقاطعات السنترومير.
في الوقت نفسه ، تهاجر الجسيمات المركزية إلى جوانب الخلية المتقابلة. أثناء قيامهم بذلك ، تبدأ قضبان الأنابيب الدقيقة في النمو من كل منها ، وتشكل جهاز مغزل يشبه الويب.
بعد ذلك ، يذوب الغلاف النووي أثناء الطور الأولي وتظهر هياكل البروتين ، التي تسمى الحركية ، على جانبي السنتروميرات ، واحدة لكل كروماتين.
بمجرد أن تتشكل هذه الحركية ، يتم ربط الأنابيب الدقيقة الداخلية بها ، مع ربط كل كروماتيد شقيق بقطب خلية مختلف.
في الطور ، يقوم جهاز المغزل بإعادة ترتيب الكروموسومات بحيث يتم توجيهها في صف ثابت على طول خط الاستواء للخلية.
مع الطور ، تقصر الأنابيب الدقيقة المثبتة الحركية ويتم سحب الكروماتيدات الشقيقة. تعمل هذه الديناميكيات وغيرها من ديناميكيات الأنابيب الدقيقة أيضا على إطالة الخلية.
أثناء الطور النهائي ، يتم تفكيك جهاز المغزل ، ويتم فك الكروماتيدات ، ويتم إصلاح الأظرف النووية.
أخيرا ، يتم تقسيم الخلية السيتوبلازميا بواسطة الحركية الخلوية ، وتشكل زوجا من الخلايا متطابقة وراثيا مع سلائفها.

<ol>
	<li>غيرتين ، ديفيد أ. ، سوزان تراوتمان ، ودانيل ماكولوم. "الحركية الخلوية في حقيقيات النوى." ميكروبيول. مول. بيول. القس 66 ، العدد 2 (1 يونيو 2002): 155-78.</li>
</ol>

الانقسام والحركية الخلوية

Mitosis And Cytokinesis

<div style="direction: rtl;">
في حقيقيات النوى، تنقسم دورة انقسام الخلايا إلى عمليات خلوية متميزة ومنسقة تشمل نمو الخلايا، و تضاعف الحمض النووي/تضاعف الكروموسوم، وتوزيع الكروموسوم على الخلايا الوليدة، وأخيرًا انقسام الخلايا. يتم تنظيم دورة الخلية بإحكام من خلال أنظمتها التنظيمية بالإضافة إلى الإشارات خارج الخلية التي تؤثر على تكاثر الخلايا.

تحدث عمليات دورة الخلية على مدار 24 ساعة تقريبًا (في الخلايا البشرية النموذجية) وفي مرحلتين رئيسيتين يمكن تمييزهما. المرحلة الأولى هي تكرار الحمض النووي، خلال المرحلة S من الطور البيني. المرحلة الثانية هي المرحلة الانقسامية (M)، والتي تنطوي على فصل الكروموسومات المكررة إلى نواتين جديدتين (الانقسام المتساوي) والانقسام السيتوبلازمي . ويتم الفصل بين المرحلتين بفواصل (فجوة G1 وG2)، خلالها تستعد الخلية للتضاعف والانقسام.

عملية الانقسام المتساوي

يمكن تقسيم الانقسام المتساوي إلى خمس مراحل متميزة - الطور التمهيدي، طليعة الطور الاستوائي، الطور الاستوائي، الطور الانفصالي، والطور النهائي. يعد الانقسام السيتوبلازمي، الذي يبدأ أثناء الطور الصعودي أو الطور النهائي (اعتمادًا على الخلية)، جزءًا من الطور M ولكنه ليس جزءًا من الانقسام.

الطور التمهيدي

عندما تدخل الخلية في الانقسام المتساوي، تبدأ كروموسوماتها المتضاعفة في التكاثف وتصبح مرئية على شكل هياكل خيطية بمساعدة البروتينات المعروفة باسم المكثفات. يبدأ جهاز المغزل الانقسامي بالتشكل بين الجسيمات المركزية - التي تضاعفت خلال الطور S - ويهاجر إلى القطبين المتقابلين للخلية. يتكون المغزل من هياكل خيطية تسمى الأنيبيبات الدقيقة التي تتكون من مونومرات بروتين توبولين. تبدأ الأنيبيبات الدقيقة المغزلية في التوسع نحو الكروموسومات المكثفة. تختفي النواة، وهي أحد مكونات النواة التي تنتج الريبوسومات، مما يشير إلى الانهيار الوشيك للنواة.

طليعة الطور الاستوائي

خلال طليعة الطور الاستوائي، تستمر خيوط الانيبيبات الدقيقة من جهاز المغزل في النمو، وتنتهي الكروموسومات من التكثيف. يتحلل الغلاف النووي تمامًا، مما يؤدي إلى تحرير الكروموسومات. ترتبط بعض الانيبيبات الدقيقة بالكروموسومات المتحررة، وترتبط ببنية بروتينية تسمى الحيز الحركي الموجود على السنترومير لكل زوج من الكروماتيدات الشقيقة. ترتبط الانيبيبات الدقيقة المغزلية من القطبين المتقابلين بالحركية وتلتقط أزواج الكروماتيدات الشقيقة المكثفة. تساعد الانيبيبات الدقيقة المغزلية التي لا ترتبط بالكروموسومات - الانيبيبات الدقيقة القطبية والنجمية - على دفع المغازل بعيدًا عن بعضها وتثبيت أعمدة المغزل بغشاء الخلية.

الطور الاستوائي

تقوم الانيبيبات الدقيقة المغزلية بمحاذاة كل زوج من الكروماتيدات الشقيقة المكثفة بالكامل على طول خط استواء الخلية - عند لوحة الطورية. الخلية الآن جاهزة للتقسيم.

الطور الانفصالي

الانيبيبات الدقيقة من أعمدة المغزل المتقابلة، والتي ترتبط ببنية الحيز الحركي، تقصر وتفصل الكروماتيدات الشقيقة في السنترومير. تتفكك الآن بروتينات التماسك التي تربط الكروماتيدات معًا. يتسبب تقصير الانيبيبات الدقيقة في الحيز الحركي في انتقال كل كروماتيد من الزوج - والذي يسمى الآن الكروموسومات - إلى القطب المقابل.

الطور النهائي

بمجرد وصول الكروموسومات إلى القطبين المتقابلين للخلية، فإنها تتكثف وتتفكك لتشكل الكروماتين. تتم إزالة بلمرة خيوط الانيبيبات الدقيقة المغزلية إلى مونومرات التوبولين الخاصة بها، والتي يتم استخدامها بعد ذلك كعناصر هيكلية خلوية في الخلايا الوليدة. تتجمع المظاريف النووية حول كل مجموعة من الكروموسومات.

انقسام السيتوبلازم

أثناء الانقسام السيتوبلازمي في الخلايا الحيوانية، تشكل خيوط الأكتين حلقة مقلصة في غشاء البلازما لإنشاء ثلم انقسام، والذي يؤدي في النهاية إلى تقسيم الخلية إلى قسمين. في الخلايا النباتية، تتحد الحويصلات من جهاز جولجي التي تحمل الجلوكوز والإنزيمات والبروتينات الهيكلية لتشكل صفيحة خلوية جديدة في موقع صفيحة الطور الاستوائي السابقة. تندمج صفيحة الخلية المتنامية مع أغشية البلازما على كل جانب، لتشكل في النهاية جدارًا خلويًا جديدًا يقسم الخلية إلى قسمين.

اكتمل الانقسام المتساوي الآن، مما أدى إلى إنتاج خليتين بنتين متطابقتين للخلية الأم. في معظم الخلايا البشرية، يمثل الانقسام المتساوي حوالي ساعة واحدة من دورة الخلية التي تستغرق حوالي 24 ساعة.
</div>

في حقيقيات النوى ، تنقسم دورة انقسام الخلية إلى عمليات خلوية متميزة ومنسقة تشمل نمو الخلايا ، وتكرار الحمض النووي / الكروموسوم ...

Education

JoVE Core

Anatomy and Physiology

التشريح وعلم وظائف الأعضاء

Unit 1

الوحدة الأولى

Essential Cellular Processes

العمليات الخلوية الأساسية

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

cell division: mitosis and cytokinesis

Cell division depends on mitosis and cytokinesis. Mitosis is the stage when the cell’s nucleus divides and the copied chromosomes are separated into two sets. Cytokinesis is the step that follows and splits the cell into two daughter cells.

These two processes work together to make sure each new cell receives genetic material and its own cytoplasm. Mitosis keeps the chromosome sets organized, while cytokinesis finishes the division of the whole cell. Together, they create two separate cells from one starting cell.

Cell Division: Mitosis and Cytokinesis

the central dogma

Central Dogma: DNA to Protein

The central dogma explains how genetic information flows in cells from DNA to RNA to protein. It is a core idea in molecular biology and helps show how genes influence cell function. DNA stores the instructions. During transcription, a cell copies a gene into RNA, which is a related nucleic acid. That RNA message can then be used in translation to build a protein. Proteins carry out many jobs in cells and help determine traits. The central dogma links the genetic code in DNA to the molecules...

replication in eukaryotes

Eukaryotic DNA Copying at the Replication Fork

Eukaryotic DNA copying happens at replication forks, where the two DNA strands separate and new strands are built. This process lets a cell make an exact copy of its genetic material before it divides. The transcript explains that eukaryotic replication follows the same basic steps seen in other DNA replication systems, but it takes place in cells with a nucleus. The replication machinery works on each separated strand as a template, so the new DNA matches the original sequence. This topic is...

types of rna

RNA Types in Gene Expression

RNA types play different roles in gene expression. RNA, or ribonucleic acid, helps carry and use genetic information in cells. The main types discussed here are messenger RNA, ribosomal RNA, and transfer RNA. Messenger RNA, or mRNA, carries the genetic code from DNA to the ribosome. The ribosome is the site where proteins are made. Ribosomal RNA, or rRNA, is a key part of the ribosome itself. Transfer RNA, or tRNA, brings the correct amino acids to the ribosome during protein building. These...

transcription

Transcription and RNA Synthesis

Transcription is the process of making RNA from a DNA template. It is a key step in gene expression, because cells use the DNA sequence to build an RNA copy that can carry the message forward. During transcription, RNA polymerase binds to DNA and reads one strand as the template. The enzyme links RNA nucleotides together in the correct order to form a growing RNA molecule. This copying step does not make DNA; it produces RNA. The transcript focuses on the central idea of transcription as DNA...

translation

Translation: mRNA to Protein

Translation is the step in gene expression where ribosomes use messenger RNA, or mRNA, to build a protein. The mRNA sequence carries the instructions copied from DNA. During translation, those instructions are read in order so the cell can make a specific chain of amino acids. This process depends on the ribosome and transfer RNA, or tRNA. The ribosome reads the mRNA, and tRNA brings the matching amino acids. As the chain grows, the amino acids are linked together to form a polypeptide, which...

regulation of expression at multiple steps

regulation-of-expression-at-multiple-steps

How Cells Control Gene Expression

Cells control gene expression at several stages, from making RNA to building protein. These checkpoints include transcription, RNA processing, RNA localization, and translation. Together, they help decide when a gene is used and whether a protein is made. Transcription is controlled by regulatory proteins. Transcription factors, activators, and repressors can start or slow the transcription of genes. After transcription, the cell makes a precursor RNA, also called pre-mRNA. Pre-mRNA must be...

what is the cell cycle?

Cell Cycle Stages in Cell Growth

The cell cycle is the process that controls cell growth and division. It explains how one cell makes two new cells. This process helps cells grow and reproduce.

interphase

Interphase and Cell Growth

Interphase is the part of the cell cycle when a cell grows and prepares to divide. It is a major stage of the cell cycle, and it comes before cell division begins. During interphase, the cell carries out its normal functions. It also copies its DNA so each new cell can receive a full set of genetic material. The cell may also build up the materials it needs for division. Interphase is not a single step. It includes phases such as G1, S, and G2, which help the cell grow, copy DNA, and get...

mitosis and cytokinesis

Cell division depends on mitosis and cytokinesis. Mitosis is the stage when the cell’s nucleus divides and the copied chromosomes are separated into two sets. Cytokinesis is the step that follows and splits the cell into two daughter cells. These two processes work together to make sure each new cell receives genetic material and its own cytoplasm. Mitosis keeps the chromosome sets organized, while cytokinesis finishes the division of the whole cell. Together, they create two separate cells...

the cell cycle control system

Cell Cycle Checkpoints and Cyclin Control

The cell cycle is controlled by checkpoints that help a cell move from one phase to the next and begin mitosis. This control system uses internal regulatory molecules and outside signals to send stop or advance instructions. It makes sure each step is finished before the cell moves forward. Cyclins and cyclin-dependent kinases, or Cdks, are the main regulators of the cell cycle. They act during the G1, G2, and M phases. These regulators work at specific checkpoints to keep cell division...

molecular factors affecting cell division

molecular-factors-affecting-cell-division

Cell Cycle Regulators That Control Division

Cell division is controlled by outside signals and by internal cell cycle regulators. Nearby cell death can encourage division, and human growth hormone (hGH) can also promote it. In contrast, too little hGH or crowded cells can slow or stop division. Inside the cell, regulator molecules help each stage finish correctly before the next stage begins. Some regulators act directly on the cycle, while others affect the activity or production of other regulatory proteins. These molecules can either...

what is meiosis?

Meiosis and the Formation of Gametes

Meiosis is the cell division process that forms gametes, or sex cells. It reduces the chromosome number so offspring can inherit the correct amount of genetic material. This process includes two successive divisions. First, one cell divides, and then the resulting cells divide again. These steps separate the genetic material in a controlled way. Meiosis helps explain how sexual reproduction passes traits from one generation to the next. It is a key topic in high school biology because it...

overview of cell signaling

Cell Signaling Pathways and Responses

Cell signaling pathways and responses help cells communicate and react to changes. Cells send signals to one another, and those signals can trigger a specific response in the target cell. A signal usually begins when a signaling molecule reaches a cell with the right receptor, which is a protein that receives the message. The receptor helps the cell recognize the signal and start the communication process. Inside the cell, the message can move through a signaling pathway. This pathway passes...

types of signaling molecules

Chemical Messengers in Cell Signaling

Chemical messengers help cells communicate during signaling. These signaling molecules carry information from one cell to another and guide how cells respond. Some signaling molecules are gases, while others are proteins or peptides. Small lipids can also act as signals. In addition, cells may use steroids, amino acids, and even ions as signaling molecules. Each type of signaling molecule has different properties and works in a different way. Together, these molecules let cells send specific...

g protein-coupled receptors

G Protein-coupled Receptor Signaling

G protein-coupled receptors are a major class of cell-surface receptors. They help cells detect signals outside the cell and pass that information inward. These receptors are important in many kinds of cell communication. When a signal binds to a G protein-coupled receptor, the receptor changes shape. That change activates a G protein inside the cell. The activated G protein can then start a signaling pathway. This signaling system includes the receptor, the G protein, and the downstream...

cellular differentiation

From Stem Cell to Specialized Cells

Cellular differentiation turns unspecialized cells into specialized cells with specific jobs. This process helps a complex organism, such as a human, develop from a single fertilized egg into a body with many cell types. Nerve cells, muscle cells, and epithelial cells are examples of the final cell types that appear during development. A zygote is the first cell after fertilization. It is a totipotent stem cell, which means it has very high differentiation potential and can form all cell types...

key terms and concepts

Learn how mitosis separates copied chromosomes and how cytokinesis divides the cell into two daughter cells in this high school biology page.

Cell Division: Mitosis and Cytokinesis | JoVE K12

anatomy and physiology

JoVE Core Anatomy and Physiology showcases the anatomical and physiological details of the human body in comprehensive, clear, and engaging video animations. This collection of lessons focuses on the structures, components, functions, and requirements of the human body. It is complemented by scientist-in-action videos that demonstrate the application of this knowledge in real-world medical and research settings.

Cell Division: Mitosis and Cytokinesis

Description

Transcript