מחזור התא מתייחס לרצף האירועים לאורך חייו של תא טיפוסי - הכולל גדילה, שכפול DNA והכנה לחלוקת התא. עבור אורגניזמים המתרבים מינית, החיים מתחילים כזיגוטה, ביצית מופרית. עם הזמן, התא הבודד המקורי גדל ומתחלק באופן מבוקר כדי לייצר פרט רב-תאי ומורכב. תאים ממשיכים בתהליך זה, במיוחד כדי לשמור ולתקן רקמות במהלך ההזדקנות.
עכשיו בואו נסתכל מקרוב. באיקריוטים, דנ"א דו-גדילי מאורגן במיוחד בתוך גרעין הקשור לקרום כדי להכיל את החלל המוגבל של התא. ברמה הראשונה של דחיסה, הדנ"א עטוף בחוזקה סביב חלבונים ספציפיים הנקראים היסטונים. שילוב זה של חלקיקי חלבון דנ"א חוזר על עצמו ונארז במערכים המכונים נוקלאוזומים, אשר, יחד עם דנ"א מקשר, יוצרים סיבי כרומטין מפותלים. לבסוף, חלבונים סיביים נוספים דוחסים את הכרומטין עוד יותר, ואורזים אורכים ארוכים של דנ"א ליחידות דחוסות היטב. מוכר כרומוזומים, בהתאם לשלב חלוקת התא.
כדי להתכונן לחלוקה, תאים חייבים לעבור interphase, אשר מחולק לשלושה שלבים. G1, S ו-G2. ב-G1, שלב הפער הראשון, תא בת חדש שנוצר גדל בגודלו ומתכונן לשכפול DNA בשלב הבא. כעת ב-S, שלב הסינתזה, תאים משכפלים את הדנ"א הגרעיני שלהם, שנשאר ארוז ככרומטין. התאים גם משכפלים את הצנטרוזומים, המבנים המארגנים את המיקרוטובולים היוצרים את מנגנון הציר המיטוטי. לבסוף, ב-G2, שלב הפער השני, התאים ממשיכים לגדול, להתרבות אברונים וחלבונים הדרושים למיטוזה ולחדש את מאגרי האנרגיה שלהם. התא מוכן כעת להיכנס לשלב הראשון של המיטוזה.
מיטוזה, המורכבת מחמישה שלבים ייחודיים, היא צורה של חלוקה שבה החומר הגנטי של התא מחולק בין שני תאי בת. תחילה במהלך שלב הפרופזה בבני אדם, כרומטין הגרעין מתעבה לכרומוזומים בצורת X, המורכבים מזוגות כרומטידים אחים המחוברים בצמתים צנטרומרים. במקביל מחוץ לגרעין, צנטרוזומים נודדים לצדדים מנוגדים של התא. כשהם עושים זאת, מוטות מיקרוטובולים מתחילים לצמוח מכל אחד מהם. בין אם לכיוון פנים התא או החיצוני, יצירת מנגנון ציר דמוי רשת. לאחר מכן, מעטפת הגרעין מתמוססת במהלך פרומטאפאזה, וחושפת את הכרומוזומים לתכנים אחרים של התא. מבנים חלבוניים מופיעים גם משני צידי הצנטרומרים, אחד לכל כרומטיד. ברגע שהקינטוכורים האלה נוצרים, מיקרוטובולים פנימיים מתרחבים מתחברים אליהם, כאשר כל כרומטיד אחות קשור לקוטב אחר.
לאחר מכן המיטוזה מתקדמת למטאפאזה, שבה מנגנון הציר מסדר מחדש את הכרומוזומים כך שהם מכוונים באופן דומה בשורה קבועה לאורך קו המשווה של התא. במהלך אנאפאזה, מיקרוטובולים המודבקים על ידי קינטוחור מתקצרים. וכרומטידים אחים, המכונים כיום כרומוזומים בנפרד, נגררים זה מזה. דינמיקה זו ואחרות של מיקרוטובולים גם מאריכות את התא. לבסוף, הכרומוזומים נוחתים בצידי התא המנוגדים במהלך הטלופזה. ומנגנון הציר מתפרק. החומר הגנטי מתרופף, ונוצרות שתי מעטפות גרעיניות, אחת סביב כל קבוצת כרומוזומים. במהלך הטלופאזה, תהליך מובחן, שאינו שלב טכני של מיטוזה, הנקרא ציטוקינזיס, גם הוא מחלק את התא. לפיכך, התוצאה הסופית של מיטוזה היא זוג תאים זהים גנטית לקודמנם.
למרבה הצער, מוטציות יכולות לגרום נזק לגנים השולטים בוויסות מחזור התא, מה שמוביל לתהליך חלוקת התא ללא בקרה. במקרה זה, כל חלוקת תאים עוקבת מייצרת תאי בת עם נזק גדול עוד יותר... וויסות הגדילה הלקוי מוביל בסופו של דבר להיווצרות מסות תאים הנקראות גידולים.
במעבדה זו תבחנו את השלבים השונים של מיטוזה באמצעות תאי קצה שורש בצל. ואז לבחון מה קורה כאשר השליטה במחזור התא אובדת.
At the end of this lab, students should know...
חלוקת התא היא בסיסית לכל האורגניזמים החיים ונדרשת לגדילה והתפתחות. כאמצעי רבייה חיוני לכל היצורים החיים, חלוקת התא מאפשרת לאורגניזמים להעביר את החומר הגנטי שלהם לצאצאיהם.
מחזור התא מורכב משלב הביניים ומשלב M. שלב ביניים הוא השלב שבו התא גדל, משכפל את הדנ"א שלו ומייצר רכיבים נחוצים לחלוקת התא. חלוקה גרעינית מתרחשת בשלב M, ואחריו ציטוקינזיס או חלוקה ציטופלזמית.
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.