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

Mitoza jest formą podziału komórki, w której materiał genetyczny komórki jest podzielony między dwie komórki potomne. 
Po pierwsze, podczas profazy chromatyna nukleinowa kondensuje się w chromosomy w kształcie litery X złożone z par chromatyd siostrzanych przyłączonych w połączeniach centromerowych.
Jednocześnie centrosomy migrują na przeciwległe strony komórki. Gdy to robią, pręciki mikrotubul zaczynają wyrastać z każdego z nich, tworząc przypominający pajęczynę aparat wrzeciona.
Następnie otoczka jądrowa rozpuszcza się podczas prometafazy, a struktury białkowe, zwane kinetochorami, pojawiają się po obu stronach centromerów, po jednym dla każdej chromatyny.
Gdy te kinetochory się uformują, wydłużające się wewnętrzne mikrotubule przyczepiają się do nich, przy czym każda siostrzana chromatyda jest przywiązana do innego bieguna komórkowego.
W metafazie aparat wrzecionowaty przestawia chromosomy tak, aby były zorientowane w ustalonym rzędzie wzdłuż równika komórki.
W przypadku anafazy mikrotubule z utrwalonymi kinetochorami skracają się, a chromatydy siostrzane są rozsuwane. Ta i inna dynamika mikrotubul również wydłuża komórkę.
Podczas telofazy aparat wrzeciona rozpada się, chromatydy rozluźniają się, a otoczki jądrowe są reformowane.
Wreszcie komórka jest cytoplazmatycznie podzielona przez cytokinezę, tworząc parę komórek genetycznie identycznych z ich prekursorem.

<ol>
	<li>Guertin, David A., Susanne Trautmann i Dannel McCollum. "Cytokineza u eukariontów." Microbiol. Mol. Biol. Rev. 66, nr 2 (1 czerwca 2002): 155–78.</li>
</ol>

mitoza i cytokineza

Mitosis And Cytokinesis

U eukariontów cykl podziału komórki jest podzielony na odrębne, skoordynowane procesy komórkowe, które obejmują wzrost komórek, replikację DNA/duplikację chromosomów, dystrybucję chromosomów do komórek potomnych i wreszcie podział komórki. Cykl komórkowy jest ściśle regulowany przez systemy regulacyjne, a także sygnały zewnątrzkomórkowe, które wpływają na proliferację komórek. Procesy cyklu komórkowego zachodzą przez około 24 godziny (w typowych komórkach ludzkich) i składają się z dwóch głównych, dających się wyróżnić etapów. Pierwszym etapem jest replikacja DNA podczas fazy S interfazy. Drugi etap to faza mitotyczna (M), która polega na rozdzieleniu zduplikowanych chromosomów na dwa nowe jądra (mitoza) i podziale cytoplazmatycznym (cytokineza). Obie fazy oddzielają przerwy (przerwy G1 i G2), podczas których komórka przygotowuje się do replikacji i podziału. Proces mitozy Mitozę można podzielić na pięć odrębnych etapów - profazę, prometafazę, metafazę, anafazę i telofazę. Cytokineza, która rozpoczyna się podczas anafazy lub telofazy (w zależności od komórki), jest częścią fazy M, ale nie jest częścią mitozy. Profaza Gdy komórka wchodzi w mitozę, jej replikowane chromosomy zaczynają się kondensować i stają się widoczne jako nitkowate struktury za pomocą białek zwanych kondensynami. Pomiędzy centrosomami, które uległy zduplikowaniu w fazie S, zaczyna tworzyć się aparat wrzeciona mitotycznego, który następnie migruje do przeciwległych biegunów komórki. Wrzeciono składa się ze struktur nitkowatych zwanych mikrotubulami, które składają się z monomerów białka tubuliny. Mikrotubule wrzeciona zaczynają rozciągać się w kierunku skondensowanych chromosomów. Jąderko, składnik jądra wytwarzający rybosomy, zanika, wskazując na zbliżający się rozkład jądra. Prometafaza Podczas prometafazy filamenty mikrotubul z aparatu wrzecionowego nadal rosną, a chromosomy kończą kondensację. Otoczka jądrowa ulega całkowitemu rozpadowi, uwalniając chromosomy. Niektóre mikrotubule przyczepiają się do uwolnionych chromosomów, wiążąc się ze strukturą białkową zwaną kinetochorem, która jest obecna na centromerze każdej pary chromatyd siostrzanych. Mikrotubule wrzecionowe z przeciwnych biegunów przyłączają się do kinetochorów i wychwytują skondensowane pary chromatyd siostrzanych. Mikrotubule wrzeciona, które nie przyczepiają się do chromosomów – mikrotubule polarne i astralne – pomagają rozsuwać wrzeciona i zakotwiczyć ich bieguny w błonie komórkowej. Metafaza Mikrotubule wrzeciona ustawiają każdą parę w pełni skondensowanych chromatyd siostrzanych wzdłuż równika komórki – na płytce metafazowej. Komórka jest teraz gotowa do podziału. Anafaza Mikrotubule z przeciwległych biegunów wrzeciona, które są przymocowane do struktury kinetochoru, skracają i oddzielają chromatydy siostrzane w centromerze. Białka kohezyjne utrzymujące razem chromatydy ulegają teraz rozpadowi. Skrócenie mikrotubul kinetochorowych powoduje, że każda chromatyda z pary – obecnie nazywana chromosomami – migruje do przeciwnego bieguna. Telofaza Gdy chromosomy dotrą do przeciwnych biegunów komórki, ulegają dekondensacji i rozwinięciu, tworząc chromatynę. filamenty mikrotubul wrzeciona depolimeryzują do monomerów tubuliny, które są następnie wykorzystywane jako elementy cytoszkieletu w komórkach potomnych. Otoczki jądrowe ponownie łączą się wokół każdego zestawu chromosomów. Cytokineza Podczas cytokinezy w komórkach zwierzęcych filamenty aktynowe tworzą kurczliwy pierścień w błonie komórkowej, tworząc bruzdę rozszczepiającą, która ostatecznie ściska komórkę na dwie części. W komórkach roślinnych pęcherzyki aparatu Golgiego przenoszące glukozę, enzymy i białka strukturalne łączą się, tworząc nową płytkę komórkową w miejscu poprzedniej płytki metafazowej. Rosnąca płytka komórkowa łączy się z błonami plazmatycznymi po obu stronach, ostatecznie tworząc nową ścianę komórkową, która dzieli komórkę na dwie części. Mitoza jest teraz zakończona i powstają dwie komórki potomne, identyczne z komórką rodzicielską. W większości komórek ludzkich mitoza stanowi około jednej godziny z około 24-godzinnego cyklu komórkowego.

Mitoza I Cytokineza

U eukariontów cykl podziału komórek jest podzielony na odrębne, skoordynowane procesy komórkowe, które obejmują wzrost komórek, replikację DNA / chromosom ...

Education

JoVE Core

Anatomy and Physiology

Anatomia i fizjologia

Unit 1

Jednostka 1

Essential Cellular Processes

Podstawowe procesy komórkowe

KEY TERMS AND CONCEPTS

Kluczowe terminy i pojęcia

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

Tags