Эс бүр эх эсээсээ салснаар амьдрал эхэлж, оршин тогтнох хугацаа нь дуусч, охин эсүүд нь гарч ирдэг. Байгаль нь бүтцээс нь хамааран цөмийг нь хуваах нэгээс олон арга замыг бий болгодог.
Эс хуваах арга
Цөмийн хуваагдал нь эсийн төрлөөс хамаарна:
- Хоёртын хуваагдал (прокариотуудад байдаг).
- Амитоз (шууд хуваагдал).
- Митоз (эукариотуудад байдаг).
- Мейоз (үр хөврөлийн эсийг хуваахад зориулагдсан).
Цөмийн хуваагдлын төрлүүд нь мөн чанараар тодорхойлогддог бөгөөд эсийн бүтэц, макроорганизмд эсвэл өөрөө гүйцэтгэдэг функцтэй тохирдог.
Хоёртын хуваагдал
Энэ төрөл нь прокариот эсүүдэд хамгийн түгээмэл байдаг. Энэ нь дугуй хэлбэртэй ДНХ молекулыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхээс бүрдэнэ. Эх эсээс ижил хэмжээтэй хоёр охин эс гарч ирдэг тул цөмийн хоёртын хуваагдлыг ингэж нэрлэдэг.
Генетик материал (ДНХ эсвэл РНХ молекул) зохих аргаар бэлтгэгдсэний дараа, өөрөөр хэлбэл хоёр дахин нэмэгдэж, эсийн хананаас эхэлдэг.хөндлөн таславч үүсэх ба энэ нь аажмаар нарийсч, эсийн цитоплазмыг ойролцоогоор ижил хоёр хэсэгт хуваадаг.
Хоёр дахь хуваагдлын процессыг нахиалах буюу тэгш бус хоёртын хуваагдал гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд эсийн хананы талбайд цухуйсан хэсэг гарч ирдэг бөгөөд энэ нь аажмаар ургадаг. "Бөөр" болон эх эсийн хэмжээ тэнцүү болсны дараа тэд сална. Мөн эсийн хананы хэсэг дахин нийлэгдэнэ.
Амитоз
Энэхүү цөмийн хуваагдал нь дээр дурдсантай төстэй бөгөөд удамшлын материалын давхардал байхгүй гэдгээрээ ялгаатай. Энэ аргыг биологич Ремак анх тодорхойлсон. Энэ үзэгдэл нь эмгэг өөрчлөлттэй эсүүдэд (хавдрын доройтол) тохиолддог бөгөөд элэгний эд, мөгөөрс, эвэрлэг бүрхэвчийн физиологийн норм юм.
Цөмийн хуваагдлын процессыг амитоз гэж нэрлэдэг, учир нь эс нь митозын үеийнх шиг үйл ажиллагаагаа алддаггүй, хэвээр нь хадгалдаг. Энэ нь хуваагдлын энэ аргаар эсүүдэд байдаг эмгэг шинж чанарыг тайлбарладаг. Нэмж дурдахад шууд цөмийн хуваагдал нь хуваагдалгүй явагддаг тул охин эс дэх хроматин жигд бус тархсан байдаг. Дараа нь ийм эсүүд митозын мөчлөгийг ашиглаж чадахгүй. Заримдаа амитозын үр дүнд олон цөмт эсүүд үүсдэг.
Митоз
Энэ бол шууд бус цөмийн задрал юм. Энэ нь ихэвчлэн эукариот эсүүдээс олддог. Энэ үйл явцын гол ялгаа нь охин эс болон эх эс нь ижил тооны хромосом агуулдагт оршино. Ингэснээрбие махбодид шаардлагатай тооны эсүүд хадгалагдаж, нөхөн төлжих, өсөлтийн процессууд боломжтой байдаг. Флемминг амьтны эсийн митозыг анх тодорхойлсон.
Энэ тохиолдолд цөмийн хуваагдлын процессыг фаз хоорондын ба шууд митоз гэж хуваадаг. Интерфаза гэдэг нь эсийн хуваагдлын хоорондох тайван байдал юм. Үүнийг хэд хэдэн үе шатанд хувааж болно:
1. Синтетикийн өмнөх үе - эс ургаж, дотор нь уураг, нүүрс ус хуримтлагдаж, ATP (аденозин трифосфат) идэвхтэй нийлэгждэг.
2. Синтетик үе - Удамшлын материал хоёр дахин нэмэгддэг.
3. Синтетикийн дараах үе - эсийн элементүүд хоёр дахин нэмэгдэж, хуваагдлын голыг бүрдүүлдэг уураг гарч ирдэг.
Митозын үе шат
Эукариот эсийн цөм хуваагдах нь нэмэлт органелл болох центросом үүсэхийг шаарддаг процесс юм. Энэ нь цөмийн хажууд байрладаг бөгөөд түүний гол үүрэг нь шинэ органелл - хуваагдлын ээрэх үүсэх явдал юм. Энэ бүтэц нь хромосомыг охин эсийн хооронд жигд хуваарилахад тусалдаг.
Митозын дөрвөн үе шат байдаг:
1. Профаз: Цөм дэх хроматин нь хроматид болж өтгөрөх ба тэдгээр нь центромерын ойролцоо цугларч хосоор хромосом үүсгэдэг. Цөмүүд задарч, центриолууд эсийн туйл руу шилждэг. Хагарлын тэнхлэг үүснэ.
2. Метафаз: Хромосомууд эсийн төв дундуур эгнэж, метафазын хавтанг үүсгэдэг.
3. Анафаза: Хроматидууд эсийн төвөөс туйл руу шилжиж, дараа нь центромер хоёр хуваагдана. Иймхөдөлгөөн нь хромосомыг янз бүрийн чиглэлд агшиж, сунгадаг салаа булны ачаар боломжтой.
4. Телофаза: Охин бөөм үүсдэг. Хроматидууд дахин хроматин болж хувирч, цөм, дотор нь цөм үүсдэг. Цитоплазм хуваагдаж, эсийн хана үүссэнээр энэ бүхэн төгсдөг.
Эндомитоз
Цөмийн хуваагдалгүй генетикийн материалын өсөлтийг эндомитоз гэж нэрлэдэг. Энэ нь ургамал, амьтны эсэд байдаг. Энэ тохиолдолд цитоплазм болон цөмийн бүрхүүлийн эвдрэл байхгүй, харин хроматин нь хромосом болж хувирч, дараа нь дахин цөхрөлгүй болдог.
Энэ процесс нь ДНХ-ийн агууламж нэмэгдсэн полиплоид цөмүүдийг үүсгэдэг. Улаан ясны чөмөгний колони үүсгэдэг эсүүдэд үүнтэй төстэй зүйл тохиолддог. Үүнээс гадна ДНХ-ийн молекулууд хоёр дахин томорч, хромосомын тоо ижил хэвээр байх тохиолдол байдаг. Тэдгээрийг политен гэж нэрлэдэг бөгөөд шавьжны эсээс олддог.
Митозын утга
Митоз цөмийн хуваагдал нь хромосомын тогтмол багцыг хадгалах арга юм. Охины эсүүд нь эхийнхтэй ижил гентэй бөгөөд түүнд хамаарах бүх шинж чанарууд байдаг. Митоз шаардлагатай:
- олон эст организмын өсөлт, хөгжил (үр хөврөлийн эсийн нэгдлээс);
- эсийг доод давхаргаас дээд давхарга руу шилжүүлэх, түүнчлэн цусны эсийг (эритроцит, лейкоцит, ялтас) орлуулах;
- гэмтсэн эдийг нөхөн сэргээх (зарим амьтдын нөхөн төлжих чадвардалайн од, гүрвэл зэрэг амьд үлдэх зайлшгүй нөхцөл);
- ургамал, зарим амьтдын бэлгийн бус үржил (сээр нуруугүйтэн).
Меиоз
Үр хөврөлийн эсийн цөмийн хуваагдлын механизм нь соматикаас арай өөр юм. Үүний үр дүнд өмнөх үеийнхээс хоёр дахин их генетикийн мэдээлэлтэй эсүүдийг олж авдаг. Энэ нь биеийн эс бүрт тогтмол тооны хромосомыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай.
Меиоз нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг:
- бууруулах үе шат;
- тэгшитгэлийн үе шат.
Энэ үйл явцын зөв явц нь зөвхөн нэг төрлийн хромосом бүхий эсүүдэд (диплоид, тетраплоид, гексапроид гэх мэт) боломжтой байдаг. Мэдээжийн хэрэг, сондгой олон тооны хромосом бүхий эсүүдэд мейоз үүсэх боломжтой хэвээр байгаа ч дараа нь үр удам амьдрах чадваргүй байж магадгүй юм.
Энэ механизм нь төрөл зүйл хоорондын гэрлэлтийн үргүйдэлийг баталгаажуулдаг. Бэлгийн эсүүд нь өөр өөр хромосомын багцыг агуулж байдаг тул тэдгээр нь нэгдэж амьдрах чадвартай эсвэл үржил шимтэй үр удмаа бий болгоход хүндрэл учруулдаг.
Меиозын эхний хуваагдал
Үе шатуудын нэр нь митозын үеийг давтдаг: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Гэхдээ хэд хэдэн мэдэгдэхүйц ялгаа бий.
1. Профаза: хромосомын давхар багц нь таван үе шатыг (лептотен, зиготен, пахитен, диплотен, диакинез) дамждаг хэд хэдэн өөрчлөлтийг гүйцэтгэдэг. Энэ бүхэн коньюгаци болон хөндлөн огтлолын ачаар болдог.
Коньюгаци гэдэг нь гомолог хромосомуудыг нэгтгэх явдал юм. Тэдний хооронд лептотен үүсдэгнимгэн утаснууд, дараа нь зиготенд хромосомууд хос хосоороо холбогдож, үр дүнд нь дөрвөн хроматидын бүтцийг олж авдаг.
Кроссинговер гэдэг нь эгч эсвэл гомолог хромосомуудын хооронд хроматидын хэсгүүдийн хөндлөн солилцооны үйл явц юм. Энэ нь пахитений үе шатанд тохиолддог. Хромосомын хөндлөн огтлолцол (chiasmata) үүсдэг. Хүн гучин таваас жаран зургаан ийм солилцоотой байж болно. Энэ үйл явцын үр дүн нь үүссэн материалын генетикийн нэг төрлийн бус байдал буюу үр хөврөлийн эсийн хувьсах чанар юм.
Диплотен үе ирэхэд дөрвөн хроматидын нэгдэл задарч, эгч дүүс хромосомууд бие биенээ няцадаг. Диакинез нь профазаас метафаза руу шилжиж дуусдаг.
2. Метафаза: Хромосомууд эсийн экваторын ойролцоо эгнэнэ.
3. Анафаза: Хоёр хроматидаас бүрдсэн хромосомууд нь эсийн туйл руу шилжинэ.
4. Телофаза: Спиндель задарч, ДНХ-ийн хэмжээ хоёр дахин ихтэй хоёр гаплоид эс үүсдэг.
Меиозын хоёр дахь хуваагдал
Энэ үйл явцыг мөн "мейозын митоз" гэж нэрлэдэг. Хоёр фазын хоорондох үед ДНХ-ийн давхардал үүсэхгүй бөгөөд эс нь телофазын 1-ийн дараа үлдсэн хромосомынхоо хамт хоёр дахь профазад ордог.
1. Профаз: хромосомууд нягтардаг, эсийн төв нь салдаг (түүний үлдэгдэл нь эсийн туйл руу шилждэг), цөмийн бүрхүүл эвдэрч, эхний хуваагдалаас буланд перпендикуляр байрладаг хуваагдах ээрэх үүснэ.
2. Метафаза: хромосомууд нь экваторт байрладаг, үүсдэгметафазын хавтан.
3. Анафаз: Хромосомууд хроматидуудад хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь хоорондоо хуваагддаг.
4. Телофаза: охин эсүүдэд цөм үүсч, хроматидууд нь хроматин болж хувирдаг.
Хоёр дахь үе шатны төгсгөлд нэг эх эсээс хагас багц хромосомтой дөрвөн охин эстэй болно. Хэрэв мейоз нь гаметогенезтэй (өөрөөр хэлбэл үр хөврөлийн эс үүсэх) хамт явагддаг бол хуваагдал нь огцом, жигд бус бөгөөд нэг эс нь хромосомын гаплоид багц, шаардлагатай генетикийн мэдээллийг агуулдаггүй гурван бууруулагч биетэй үүсдэг. Өндөг, эр бэлгийн эсэд эх эсийн генетикийн материалын тал хувь нь л хадгалагдахын тулд эдгээр нь зайлшгүй шаардлагатай. Түүнчлэн, цөмийн хуваагдлын энэ хэлбэр нь генийн шинэ хослолууд үүсэхээс гадна цэвэр аллелийн удамшлыг баталгаажуулдаг.
Эрэгтэй биетүүдэд мейозын нэг хувилбар байдаг ба эхний үе шатанд зөвхөн нэг хуваагдал, хоёрдугаарт кроссинг-овер явагддаг. Эрдэмтэд энэ хэлбэр нь олон эст организмын хэвийн мейозын хувьслын урьдал хэлбэр гэж үздэг. Эрдэмтдийн хараахан мэдэхгүй байгаа цөмийн задралын өөр аргууд байж магадгүй.
