Mitóza

Mitóza ( jiné řecké μίτος  „vlákno“) je nepřímé buněčné dělení , nejběžnější metoda reprodukce eukaryotických buněk . Biologický význam mitózy spočívá v přísně identické distribuci chromozomů mezi dceřinými jádry , která zajišťuje tvorbu geneticky identických dceřiných buněk a zachovává kontinuitu v řadě buněčných generací [1] .

Mitóza je jedním ze základních procesů ontogeneze (života jednotlivého organismu). Mitotické dělení zajišťuje růst mnohobuněčných eukaryot zvýšením populace tkáňových buněk . U rostlin se v důsledku mitotického buněčného dělení vzdělávacích pletiv ( meristémů ) zvyšuje počet tkáňových buněk. K fragmentaci oplodněného vajíčka a růstu většiny tkání u zvířat dochází také mitotickými děleními [2] .

Na základě morfologických znaků se mitóza konvenčně dělí na fáze: profáze , prometafáze , metafáze , anafáze , telofáze .

Průměrná doba trvání mitózy je 1−2 hodiny [1] [3] . Mitóza živočišných buněk zpravidla trvá 30-60 minut a rostlin - 2-3 hodiny [4] . Za 70 let se v lidském těle celkem uskuteční asi 10 14 buněčných dělení [5] .

Mitóza se vyskytuje pouze v eukaryotických (jaderných) buňkách. Buňky prokaryot (nejaderné) se dělí odlišným, binárním , způsobem. Mitóza je u různých organismů různá [6] . Takže například proces pro živočišné buňky je „otevřený“ a pro buňky hub „uzavřený“ (při kterém se chromozomy dělí v celém buněčném jádru) [7] . U lidí jsou všechny buňky kromě gamet produkovány mitózou. Gamety jsou produkovány meiózou .

Historie výzkumu

První popisy fází mitózy a stanovení jejich sekvence byly provedeny v letech 1870-1880. Koncem 70. a  počátkem 80. let 19. století německý histolog Walter Flemming zavedl termín „mitóza“ k označení procesu nepřímého buněčného dělení [8] .

První neúplné popisy týkající se chování a změn jader v dělících se buňkách se nacházejí v pracích vědců na počátku 70. let 19. století . V díle ruského botanika Edmunda Russova z roku 1872 jsou jasně popsány a znázorněny metafáze a anafáze, skládající se z jednotlivých chromozomů [9] . O rok později německý zoolog Anton Schneider ještě jasněji a důsledněji, ale samozřejmě ne zcela úplně popsal mitotické dělení na příkladu drcení vajíček Mesostoma ehrenbergii .[10] . V jeho práci jsou v podstatě popsány a znázorněny hlavní fáze mitózy ve správném pořadí: profáze, metafáze, anafáze (raná a pozdní). V roce 1874 moskevský botanik I. D. Chistyakov pozoroval jednotlivé fáze buněčného dělení také u výtrusů kyjových mechů a přesliček . Přes první úspěchy se Russovovi, Schneiderovi ani Chistyakovovi nepodařilo podat jasný a konzistentní popis mitotického dělení [11] .

V roce 1875 byly publikovány články obsahující podrobnější popis mitóz. Otto Buechli popsal cytologické vzorce v drtivých vajíčkách škrkavek a měkkýšů a ve spermatogenních buňkách hmyzu. Eduard Strasburger zkoumal mitotické dělení v buňkách zelené řasy spirogyra , v mateřských buňkách pylu cibule a v mateřských výtrusných buňkách kyjovitého mechu. Eduard Strasburger s odkazem na práci Otto Buechliho a na základě vlastního výzkumu upozornil na jednotu procesů buněčného dělení v rostlinných a živočišných buňkách [12] .

Koncem roku 1878  - začátkem roku 1879 byly vydány podrobné práce V. Schleichera (o dělení buněk chrupavky obojživelníků ), V. Flemminga (o reprodukci buněk v různých tkáních mloka a jeho larev) a P. I. Peremezhko (o buněčném dělení v epidermis larev čolků ). Ve své práci v roce 1879 Schleicher navrhl termín „karyokineze“ k označení komplexních procesů buněčného dělení, které implikují pohyb základních částí jádra [13] . Walter Flemming jako první zavedl termín „mitóza“ pro nepřímé buněčné dělení, který se později stal obecně uznávaným [8] . Flemming také vlastní konečnou formulaci definice mitózy jako cyklického procesu, který vyvrcholí separací chromozomů mezi dceřinými buňkami [14] .

V roce 1880 O. V. Baranetsky stanovil šroubovicovou strukturu chromozomů. V průběhu dalšího výzkumu byly vyvinuty představy o spiralizaci a despiralizaci chromozomů během mitotického cyklu [14] . Na počátku 20. století byly chromozomy identifikovány jako nositelé dědičné informace, což později vysvětlilo biologickou roli mitózy, která spočívá ve tvorbě geneticky identických dceřiných buněk.

V 70. letech 20. století začalo dešifrování a podrobné studium regulátorů mitotického dělení [15] , a to díky sérii experimentů na fúzi buněk v různých fázích buněčného cyklu . V těchto experimentech, když byla buňka v M-fázi kombinována s buňkou v kterémkoli ze stádií interfáze ( G1 , S nebo G2 ) , interfázové buňky přešly do mitotického stavu (začala kondenzace chromozomů a jaderná membrána se rozpadla. ) [16] . V důsledku toho se dospělo k závěru, že cytoplazma mitotické buňky obsahuje faktor (nebo faktory), který stimuluje mitózu [17] , nebo jinými slovy M-stimulační faktor.(MSF, z angličtiny  M-phase-promoting factor, MPF ) [18] .

Poprvé byl „faktor stimulující mitózu“ objeven ve zralých neoplozených vajíčkách žáby drápaté , která jsou v M-fázi buněčného cyklu. Cytoplazma takového vajíčka vstříknutá do oocytu vedla k předčasnému přechodu do M-fáze a k začátku zrání oocytu (zpočátku snížení MPF znamenalo faktor podporující zrání, což se překládá jako „faktor zrání“). V průběhu dalších experimentů se prokázal univerzální význam a zároveň vysoká míra konzervativnosti „faktoru stimulujícího mitózu“: extrakty připravené z mitotických buněk široké škály organismů ( savci , ježovky , měkkýši , kvasinky ), když byly zavedeny do oocytů drápky žab, přeměnily je na M-fázi [19] .

Následné studie odhalily, že faktor stimulující mitózu je heterodimerní komplex skládající se z cyklinového proteinu a cyklin - dependentní proteinkinázy . Cyklin je regulační protein a nachází se ve všech eukaryotech . Jeho koncentrace se během buněčného cyklu periodicky zvyšuje, maxima dosahuje v metafázi mitózy. S nástupem anafáze je pozorován prudký pokles koncentrace cyklinu v důsledku jeho štěpení pomocí komplexních proteinových proteolytických komplexů - proteazomů . Cyklin-dependentní proteinkináza je enzym ( fosforyláza ), který modifikuje proteiny přenosem fosfátové skupiny z ATP na aminokyseliny serin a threonin . S ustavením role a struktury hlavního regulátoru mitotického dělení tak začaly studie subtilních regulačních mechanismů mitózy, které trvají dodnes.

Přístroj pro dělení buněk

Dělení všech eukaryotických buněk je spojeno se vznikem speciálního aparátu pro dělení buněk. Aktivní role v dělení mitotických buněk je často připisována cytoskeletálním strukturám. Univerzální pro živočišné i rostlinné buňky je bipolární mitotické vřeténka , které se skládá z mikrotubulů a s nimi spojených proteinů [20] . Dělicí vřeteno zajišťuje striktně identickou distribuci chromozomů mezi póly dělení, v jejichž oblasti se v telofázi tvoří jádra dceřiných buněk.

Další neméně důležitá struktura cytoskeletu je zodpovědná za dělení cytoplazmy ( cytokineze ) a v důsledku toho za distribuci buněčných organel . V živočišných buňkách je za cytokinezi zodpovědný kontraktilní prstenec aktinových a myosinových vláken . Ve většině buněk vyšších rostlin probíhá cytokineze díky přítomnosti tuhé buněčné stěny vytvořením buněčné desky v rovině mezi dvěma dceřinými buňkami. Oblast tvorby nových buněčných přepážek je přitom předem určena předfázovým pásem aktinových mikrofilament , a protože se aktin podílí i na tvorbě buněčných přepážek u hub , je možné, že řídí cytokinezi u všech eukaryot [21] .

Vřeteno štěpení

Tvorba štěpného vřetena začíná profázně. Na jeho vzniku se podílejí polární tělíska (póly) vřeténka a kinetochory chromozomů, které obě interagují s mikrotubuly  - biopolymery sestávajícími z tubulinových podjednotek . Hlavním centrem organizace mikrotubulů (MCT) v mnoha eukaryotických buňkách je centrosom  , nahromadění amorfního fibrilárního materiálu, a ve většině živočišných buněk centrosomy také zahrnují páry centriol [23] . Během interfáze COMT, který se obvykle nachází v blízkosti buněčného jádra, iniciuje růst mikrotubulů, které se rozcházejí směrem k obvodu buňky a tvoří cytoskelet . V S-fázi se materiál centrosomu zdvojnásobuje a v profázi mitózy začíná divergence dceřiných centrosomů. Z nich zase „vyrostou“ mikrotubuly, které se prodlužují, až se dostanou do vzájemného kontaktu, načež se centrosomy rozcházejí. Poté, v prometafázi, po destrukci jaderné membrány, pronikají mikrotubuly do oblasti buněčného jádra a interagují s chromozomy. Dva dceřiné centrosomy se nyní nazývají vřetenové póly [24] .

Podle morfologie se rozlišují dva typy mitotického vřeténka: astrální (neboli konvergentní) a anastální (divergentní) [~ 1] [26] .

Astrální typ mitotické postavy, charakteristický pro živočišné buňky, se vyznačuje malými zónami na pólech vřeténka, ve kterých se sbíhají (konvergují) mikrotubuly. Často centrosomy umístěné na pólech astrálního vřeténka obsahují centrioly . Od dělicích pólů se všemi směry rozbíhají i radiální mikrotubuly, které nejsou součástí vřetena, ale tvoří hvězdicové zóny - citastry.

Anastriální typ mitotické postavy se vyznačuje širokými polárními oblastmi vřeténka, tzv. polárními čepičkami, které nezahrnují centrioly. Mikrotubuly se přitom v široké frontě rozbíhají (rozbíhají) z celé zóny polárních čepiček. Tento typ mitotické figury se také vyznačuje absencí citasterů. Anastrální typ mitotického vřeténka je nejcharakterističtější pro dělící se buňky vyšších rostlin, i když je někdy pozorován u některých živočišných buněk.

Mikrotubuly

Mikrotubuly jsou dynamické struktury, které se aktivně podílejí na konstrukci štěpného vřeténka během mitózy. Chemicky jsou to biopolymery , složené z tubulinových proteinových podjednotek . Počet mikrotubulů v buňkách různých organismů se může výrazně lišit. V metafázi může vřeténo dělení v buňkách vyšších živočichů a rostlin obsahovat až několik tisíc mikrotubulů, zatímco u některých hub je jich jen asi 40 [24] .

Mikrotubuly mitotického vřeténka jsou „dynamicky nestabilní“. Jejich „kladné“ nebo „plusové“ konce, rozbíhající se ve všech směrech od centrosomů, se náhle mění z rovnoměrného růstu na rychlé zkracování, při kterém často dochází k depolymerizaci celého mikrotubulu. Podle těchto údajů se vznik mitotického vřeténka vysvětluje selektivní (selektivní) stabilizací mikrotubulů interagujících v ekvatoriální oblasti buňky s kinetochory chromozomů a s mikrotubuly vycházejícími z opačného pólu dělení. Tento model vysvětluje charakteristickou bipolární postavu mitotického vřeténka [24] .

Centromery a kinetochory

Centromery  jsou specializované sekvence DNA potřebné pro vazbu na mikrotubuly vřeténka a pro následnou segregaci chromozomů. V závislosti na lokalizaci se rozlišuje několik typů centromer. Holocentrické centromery jsou charakterizovány tvorbou spojení s vřetenovými mikrotubuly po celé délce chromozomu (některý hmyz , hlístice , některé rostliny ). Na rozdíl od holocentrických slouží monocentrické centromery ke komunikaci s mikrotubuly v jedné oblasti chromozomu [26] .

Chromozomové kinetochory se obvykle nacházejí v centromerické oblasti - komplexní proteinové komplexy, morfologicky velmi podobné strukturou pro různé skupiny eukaryot, jako např. pro rozsivky a pro člověka [27] . Obvykle je pro každou chromatidu (chromozom) jeden kinetochor. Na elektronových mikrosnímcích se kinetochor obvykle jeví jako lamelární třívrstvá struktura [28] . Pořadí vrstev je následující: vnitřní hustá vrstva přiléhající k tělu chromozomu; střední volná vrstva; vnější hustá vrstva, ze které odchází mnoho fibril , tvořících tzv. vazivová koruna kinetochoru.

Mezi hlavní funkce kinetochoru patří: fixace vřetenových mikrotubulů, zajištění pohybu chromozomů během mitózy za účasti mikrotubulů, vazba sesterských chromatid k sobě a regulace jejich následné separace v anafázi mitózy [29] . K zajištění pohybu chromozomu stačí minimálně jeden mikrotubul (např. u kvasinek ) spojený s kinetochorem. Celé svazky sestávající z 20–40 mikrotubulů však mohou být spojeny s jedním kinetochorem (například u vyšších rostlin nebo lidí ), aby se zajistila divergence chromozomů k pólům buňky [28] [29] .

Doba trvání mitózy

Samotná mitóza často probíhá poměrně rychle. Průměrná doba trvání je 1-2 hodiny, [1] [3] což zabere jen asi 10 % doby buněčného cyklu. Například u dělících se buněk kořenového meristému je mezifáze 16-30 hodin, zatímco mitóza trvá pouze 1-3 hodiny. U myších střevních epiteliálních buněk je mezifázová perioda přibližně 20-22 hodin a mitóza trvá 1 hodinu. [30] V živočišných buňkách mitóza obvykle probíhá rychleji a trvá v průměru 30-60 minut, zatímco v rostlinných buňkách je průměrná doba trvání mitózy 2-3 hodiny. [4] Jsou známé výjimky s opačnými ukazateli. Například v živočišných buňkách může trvání mitózy dosáhnout 3,8 hodiny ( myší epidermis ). Nebo existují rostlinné objekty s dobou trvání mitózy 5 minut ( Chilomonas ). [31] Mitóza probíhá nejintenzivněji v embryonálních buňkách (10-40 minut u drcení vajec ).

Doba trvání mitózy závisí na řadě faktorů: velikosti dělící se buňky, její ploidii a počtu jader . Frekvence dělení buněk závisí také na stupni diferenciace buněk a specifikách vykonávaných funkcí. Neurony nebo buňky lidského kosterního svalstva se tedy vůbec nedělí; jaterní buňky se obvykle dělí jednou za jeden nebo dva roky a některé buňky střevního epitelu se dělí více než dvakrát denně. [32]

Rychlost buněčného dělení také závisí na podmínkách prostředí, zejména na teplotě. Zvýšení teploty prostředí ve fyziologických mezích zvyšuje rychlost mitózy, což lze vysvětlit obvyklou pravidelností v kinetice chemických reakcí . [33]

Fáze mitózy

Fáze buněčného cyklu odpovídající buněčnému dělení se nazývá M-fáze (od slova „mitóza“). M-fáze je podmíněně rozdělena do šesti stupňů, které postupně a plynule přecházejí jedna do druhé. [23] [30] Prvních pět - profáze, prometafáze (metakineze), metafáze, anafáze a telofáze (neboli cytotomie) - tvoří mitózu, [~ 2] a proces separace buněčné cytoplazmy neboli cytokineze, který má původ v anafáze, pokračuje až do dokončení mitotického cyklu a je obvykle považována za součást telofáze.

Délka jednotlivých fází je různá a liší se v závislosti na typu tkáně, fyziologickém stavu těla a vnějších faktorech. Nejdelší fáze spojené s procesy intracelulární syntézy: profáze (2-270 minut) a telofáze (1,5-140 minut). Nejprchavější fáze mitózy, během kterých dochází k pohybu chromozomů: metafáze (0,3-175 minut) a anafáze (0,3-122 minut). Vlastní proces divergence chromozomů k pólům obvykle nepřesáhne 10 minut. [35]

Předprofáze

Preprophase je zřídka používaný termín [36] k označení dalšího stadia mitózy rostlinných buněk. Mezi hlavní události preprofáze patří tvorba preprofázního kruhu, tvorba fragmozomu a počátek nukleace mikrotubulů kolem buněčného jádra. Navzdory existenci termínu „preprofáze“ jsou tyto události častěji považovány za součást fáze G2 [ 36] [37] [38] nebo za součást profáze. [36] [39]

V buňkách bohatých na vakuoly se během preprofáze tvoří fragmozom  - jedna ze struktur, které určují rovinu dělení rostlinných buněk. Fragmozom je vrstva cytoplazmy, která prochází vakuolou v rovině buněčného dělení. [40] Jádro se u buněk s velkou centrální vakuolou obvykle nachází na periferii. Během preprofáze se přesouvá do oblasti fragmozomu. Během pohybu jádra je vakuola vypreparována proužky cytoplazmy obsahující prvky cytoskeletu . Fragmozom také tvoří mitotické vřeténka. Během cytokineze se v oblasti fragmozomu vytvoří fragmoplast a nová buněčná stěna .

Současně s fragmozomem se vytváří preprofázový prstenec a obě struktury jsou umístěny ve stejné rovině. [41] Preprophase ring je prstencovitá akumulace mikrotubulů a aktinových vláken v blízkosti buněčné membrány v rovině dělení rostlinných buněk. Jádro se nachází ve středu preprofázového kruhu a je s ním spojeno radiálně divergentními mikrotubuly. Navenek tato struktura připomíná kolo s ráfkem a paprsky vyrobenými z mikrotubulů a aktinových vláken, stejně jako s jádrem místo náboje. [41] Struktura prstence je také obohacena o EPR prvky a vezikuly Golgiho aparátu .

Preprofázní prstenec se tvoří před profází mitózy. Po nástupu profáze dochází k depolymerizaci mikrotubulů prstence a dále se podílejí na tvorbě štěpného vřeténka. Funkce preprofázového prstence nejsou dosud jasné. Bylo však zjištěno, že k cytokinezi rostlinných buněk dochází v rovině určené polohou preprofázového kruhu. [36] Při symetrickém dělení se prstenec tvoří uprostřed, zatímco při asymetrickém dělení se tvoří blíže k jednomu konci buňky. [41]

Profáze

Mezi hlavní události profáze patří kondenzace chromozomů v jádře a vytvoření štěpného vřeténka v cytoplazmě buňky. [42] Rozpad jadérka v profázi je charakteristickým, ale volitelným znakem pro všechny buňky. [43]

Obvykle se za začátek profáze považuje okamžik výskytu mikroskopicky viditelných chromozomů v důsledku kondenzace intranukleárního chromatinu . Ke zhutnění chromozomů dochází v důsledku víceúrovňového helixování DNA. Tyto změny jsou doprovázeny zvýšením aktivity fosforyláz , které modifikují histony , které se přímo účastní sestavení DNA. Výsledkem je, že transkripční aktivita chromatinu prudce klesá , nukleolární geny jsou inaktivovány a většina nukleolárních proteinů disociuje. Kondenzující sesterské chromatidy v časné profázi zůstávají párované po celé délce pomocí kohezinových proteinů , avšak na začátku prometafáze je spojení mezi chromatidami zachováno pouze v oblasti centromery. V pozdní profázi se na každé centromeře sesterských chromatid tvoří zralé kinetochory, které jsou nezbytné pro připojení chromozomů k mikrotubulům vřeténka v prometafázi. [44]

Spolu s procesy intranukleární kondenzace chromozomů se v cytoplazmě začíná tvořit mitotické vřeténka - jedna z hlavních struktur aparátu buněčného dělení odpovědného za distribuci chromozomů mezi dceřinými buňkami. Na vzniku dělicího vřeténka ve všech eukaryotických buňkách se podílejí polární tělíska (centrozomy), mikrotubuly a kinetochory chromozomů. [26]

Se začátkem tvorby mitotického vřeténka v profázi jsou spojeny dramatické změny dynamických vlastností mikrotubulů. Poločas průměrného mikrotubulu se snižuje asi 20krát z 5 minut (v interfázi) na 15 sekund. [24] [44] Rychlost jejich růstu se však ve srovnání se stejnými mezifázovými mikrotubuly zvyšuje asi 2krát. [44] Polymerizující plus-konce ("+"-konce) jsou "dynamicky nestabilní" a náhle přecházejí z rovnoměrného růstu do rychlého zkracování, které často depolymerizuje celý mikrotubul. [24] Je pozoruhodné, že pro správnou funkci mitotického vřeténka je nutná určitá rovnováha mezi procesy skládání a depolymerace mikrotubulů, protože ani stabilizované, ani depolymerizované mikrotubuly vřeténka nejsou schopny pohybovat chromozomy. [~3]

Spolu s pozorovanými změnami dynamických vlastností mikrotubulů, které tvoří vřetenová filamenta, dochází v profázi ke vzniku štěpných pólů. Centrosomy replikované v S fázi se rozcházejí v opačných směrech v důsledku interakce pólových mikrotubulů rostoucích směrem k sobě. Mikrotubuly jsou svými mínusovými konci („-“-koncemi) ponořeny do amorfní substance centrozomů a polymerační procesy probíhají od plusových konců obrácených k ekvatoriální rovině buňky. V tomto případě je pravděpodobný mechanismus separace pólů vysvětlen následovně: proteiny podobné dyneinu orientují polymerující plus-konce pólových mikrotubulů v paralelním směru a proteiny podobné kinesinu je naopak tlačí k pólům dělení. [46]

Paralelně s kondenzací chromozomů a tvorbou mitotického vřeténka dochází během profáze k fragmentaci endoplazmatického retikula , které se rozpadá na malé vakuoly , které se pak divergentně směrem k periferii buňky rozcházejí. Současně ribozomy ztrácejí kontakt s membránami ER. Cisterny Golgiho aparátu také mění svou perinukleární lokalizaci a rozpadají se na samostatné dictyosomy , distribuované v cytoplazmě v žádném zvláštním pořadí. [47]

Prometafáze

Konec profáze a nástup prometafáze jsou obvykle poznamenány rozpadem jaderné membrány. [42] Množství lamina proteinů je fosforylováno , v důsledku čehož je jaderný obal fragmentován na malé vakuoly a komplexy pórů mizí. [48] ​​Po destrukci jaderné membrány jsou chromozomy náhodně uspořádány v oblasti jádra. Brzy se však všichni začnou hýbat.

V prometafázi je pozorován intenzivní, ale náhodný pohyb chromozomů. Zpočátku se jednotlivé chromozomy rychle pohybují směrem k nejbližšímu pólu mitotického vřeténka rychlostí až 25 µm /min. [48] ​​V blízkosti dělicích pólů se zvyšuje pravděpodobnost interakce nově syntetizovaných plus-konců vřetenových mikrotubulů s chromozomovými kinetochory. [48] ​​​​[49] V důsledku této interakce jsou kinetochorové mikrotubuly (spojené s kinetochorem) stabilizovány před spontánní depolymerizací a jejich růst částečně zajišťuje vzdálenost k nim připojeného chromozomu ve směru od pólu k ekvatoriální rovině vřetena. Na druhé straně je chromozom předhozen řetězci mikrotubulů přicházejících z opačného pólu mitotického vřeténka. Při interakci s kinetochorem se také účastní pohybu chromozomu. V důsledku toho jsou sesterské chromatidy spojeny s opačnými póly vřetena. [45] Síla vyvíjená mikrotubuly z různých pólů nejen stabilizuje interakci těchto mikrotubulů s kinetochory, ale také nakonec přivede každý chromozom do roviny metafázové destičky . [padesáti]

V savčích buňkách probíhá prometafáze zpravidla během 10-20 minut. [49] U neuroblastů kobylky trvá tato fáze pouze 4 minuty, zatímco u endospermu Haemanthus a fibroblastů čolků to trvá  asi 30 minut. [51] V kvasinkových buňkách není možné jednoznačně rozlišit stadia profáze a prometafáze z důvodu zachování jaderného obalu při dělení. Stejně tak částečné nebo pozdější narušení jaderné membrány ztěžuje rozlišení mezi profází a prometafází v buňkách Drosophila a C. elegans . V takových případech se k popisu všech raných událostí mitotického dělení používá obecný termín „profáze“. [42]

Metafáze

Na konci prometafáze jsou chromozomy umístěny v ekvatoriální rovině vřeténka (a ne celé buňky [52] ) přibližně ve stejné vzdálenosti od obou dělících pólů a tvoří metafázovou (rovníkovou) desku . Morfologie metafázové desky v živočišných buňkách se zpravidla vyznačuje uspořádaným uspořádáním chromozomů: centromerické oblasti směřují ke středu vřeténka a ramena směřují k okraji buňky (postava „mateřské hvězdy "). V rostlinných buňkách leží chromozomy často v ekvatoriální rovině vřeténka bez striktního řádu. [53] [54] V kvasinkových buňkách se chromozomy také neřadí do ekvatoriální roviny, ale jsou uspořádány náhodně podél vláken štěpného vřeténka. [42]

Metafáze zabírá významnou část období mitózy a je charakterizována relativně stabilním stavem. Celou tu dobu jsou chromozomy drženy v ekvatoriální rovině vřeténka díky vyváženým napínacím silám kinetochorových mikrotubulů, které provádějí oscilační pohyby s malou amplitudou v rovině metafázové desky. [55]

V metafázi, stejně jako během dalších fází mitózy, pokračuje aktivní obnova vřetenových mikrotubulů intenzivním sestavováním a depolymerizací tubulinových molekul . Přes určitou stabilizaci svazků kinetochorových mikrotubulů dochází k neustálému třídění interpolárních mikrotubulů, jejichž počet v metafázi dosahuje maxima. [53]

Na konci metafáze je pozorováno zřetelné oddělení sesterských chromatid, mezi nimiž je spojení zachováno pouze v centromerických oblastech. Ramena chromatid jsou uspořádána vzájemně rovnoběžně a mezera, která je odděluje, je jasně viditelná. [53]

Anaphase

Anafáze je nejkratší fáze mitózy, která začíná náhlým oddělením a následným oddělením sesterských chromatid směrem k opačným pólům buňky. [56] Chromatidy se rozbíhají rovnoměrnou rychlostí až 0,5–2 µm/min [1] [57] (0,2–5 µm/min [58] ) a často nabývají tvaru V. Jejich pohyb je způsoben působením významných sil, odhadovaných na 10 −5 dynů na chromozom, což je 10 000krát větší síla než síla potřebná k pouhému pohybu chromozomu cytoplazmou pozorovanou rychlostí. [59]

Obecně se anafázová segregace chromozomů skládá ze dvou relativně nezávislých procesů nazývaných anafáze A a anafáze B.

Anafáze A je charakterizována oddělením sesterských chromatid k opačným pólům buněčného dělení. [42] Za jejich pohyb jsou zodpovědné stejné síly, které dříve držely chromozomy v rovině metafázové desky. Proces chromatidové separace je doprovázen zkrácením délky depolymerizujících kinetochorových mikrotubulů. Navíc je jejich rozpad pozorován především (z 80 % [60] ) v oblasti kinetochorů, ze strany plusových konců (dříve od začátku profáze až do začátku anafáze, sestavování tubulinu podjednotky převládaly na plusových koncích). [59] Nezbytnou podmínkou pro pohyb sesterských chromatid je pravděpodobně depolymerizace mikrotubulů na kinetochorech nebo v oblasti dělicích pólů, neboť jejich pohyb je zastaven přídavkem taxolu nebo těžké vody (D 2 O), které mají stabilizační účinek na mikrotubuly. Mechanismus, který je základem segregace chromozomů v anafázi A, je stále neznámý. [~4] [59]

Během anafáze B se samotné póly buněčného dělení rozcházejí [42] a na rozdíl od anafáze A k tomuto procesu dochází díky sestavování pólových mikrotubulů z plus-konců. Polymerizující antiparalelní závity vřetena při vzájemném působení částečně vytvářejí sílu, která tlačí póly od sebe. Velikost relativního pohybu pólů v tomto případě a také míra překrytí pólových mikrotubulů v rovníkové zóně buňky se u jedinců různých druhů velmi liší. [61] Kromě odpudivých sil jsou dělicí póly vystaveny tažným silám z astrálních mikrotubulů, které vznikají v důsledku interakce s proteiny podobnými dyneinu na plazmatické membráně buňky. [62]

Posloupnost, trvání a relativní příspěvek každého ze dvou procesů, které tvoří anafázi, se mohou extrémně lišit. V savčích buňkách tedy začíná anafáze B ihned po začátku divergence chromatid k opačným pólům a pokračuje, dokud mitotické vřeténo není 1,5–2krát delší než metafáze. V některých jiných buňkách (například kvasinkách) začíná anafáze B až poté, co chromatidy dosáhnou pólů dělení. U některých prvoků se během anafáze B vřeténka prodlužuje 15krát ve srovnání s metafází. [56] Anafáze B v rostlinných buňkách chybí. [62]

Telofáze

Telofáze (z řeckého τέλος  - konec) je považována za konečnou fázi mitózy; jeho začátek je brán jako okamžik, kdy se oddělené sesterské chromatidy zastaví na opačných pólech buněčného dělení. [62] V časné telofázi dochází k dekondenzaci chromozomů a následně ke zvětšení jejich objemu. V blízkosti seskupených jednotlivých chromozomů začíná fúze membránových váčků, která dává vzniknout rekonstrukci jaderného obalu. Materiálem pro stavbu membrán nově vzniklých dceřiných jader jsou fragmenty původně rozpadlé jaderné membrány mateřské buňky a také prvky endoplazmatického retikula . [63] V tomto případě se jednotlivé vezikuly vážou na povrch chromozomů a splývají dohromady. Postupně se obnovují vnější a vnitřní jaderné membrány, obnovují se jaderná lamina a jaderné póry . V procesu opravy jaderného obalu se jednotlivé membránové vezikuly pravděpodobně spojují s povrchem chromozomů, aniž by rozeznávaly specifické nukleotidové sekvence , protože experimenty ukázaly, že k opravě jaderné membrány dochází kolem molekul DNA vypůjčených z jakéhokoli organismu, dokonce i z bakteriálního viru . [64] Uvnitř nově vytvořených buněčných jader se chromatin rozptýlí , obnoví se syntéza RNA a jadérka se stanou viditelnými .

Paralelně s procesy tvorby jader dceřiných buněk v telofázi začíná a končí demontáž mikrotubulů štěpného vřeténka. Depolymerizace probíhá ve směru od dělicích pólů k ekvatoriální rovině buňky, od minusových konců k plusovým koncům. Zároveň zůstávají nejdelšími mikrotubuly ve střední části vřetena dělení, které tvoří zbytkové Flemmingovo tělísko . [65]

Cytokineze

Konec telofáze se převážně shoduje s dělením těla mateřské buňky – cytokinezí (cytotomií). [66] [67] Tím vznikají dvě nebo více dceřiných buněk. Procesy vedoucí k dělení cytoplazmy začínají uprostřed anafáze a mohou pokračovat i po skončení telofáze. Mitóza není vždy doprovázena dělením cytoplazmy, takže cytokineze není klasifikována jako samostatná fáze mitotického dělení a je obvykle považována za součást telofáze. [~5]

Existují dva hlavní typy cytokineze: dělení příčnou konstrikcí buňky (nejcharakterističtější pro živočišné buňky) a dělení tvorbou buněčné desky (typické pro rostliny díky přítomnosti tuhé buněčné stěny ). Rovina buněčného dělení je určena polohou mitotického vřeténka a probíhá v pravém úhlu k dlouhé ose vřeténka. [68]

Při dělení příčnou konstrikcí buňky je místo dělení cytoplazmy předem stanoveno v období anafáze, kdy se v rovině metafázové ploténky pod buněčnou membránou objeví kontraktilní prstenec aktinových a myosinových filamentů . V budoucnu se vlivem činnosti kontraktilního prstence vytvoří štěpná rýha, která se postupně prohlubuje, až dojde k úplnému rozdělení buňky. Po dokončení cytokineze se kontraktilní prstenec úplně rozpadne a plazmatická membrána se stáhne kolem zbytkového Flemmingova tělíska, které sestává z nahromadění zbytků dvou skupin pólových mikrotubulů těsně nahromaděných spolu s hustým matricovým materiálem. [69]

Dělení tvorbou buněčné desky začíná pohybem malých membránou omezených váčků směrem k ekvatoriální rovině buňky. Zde se spojí a vytvoří diskovitou, membránou uzavřenou strukturu nazývanou raná buněčná deska. Malé vezikuly pocházejí primárně z Golgiho aparátu a cestují směrem k ekvatoriální rovině podél zbytkových pólových mikrotubulů štěpného vřetena a vytvářejí válcovitou strukturu zvanou fragmoplast . Jak se buněčná ploténka rozšiřuje, mikrotubuly časného fragmoplastu se současně přesouvají na buněčnou periferii, kde vlivem nových membránových váčků pokračuje růst buněčné ploténky až do konečného splynutí s membránou mateřské buňky. Po konečné separaci dceřiných buněk jsou celulózové mikrofibrily uloženy v buněčné desce , čímž se dokončí tvorba tuhé buněčné stěny. [70]

Regulace mitózy

Hlavními regulačními mechanismy mitózy jsou procesy fosforylace a proteolýzy [71] . Reverzibilní fosforylační a defosforylační reakce umožňují reverzibilní mitotické děje, jako je sestavení/dezintegrace vřetena nebo rozpad/oprava jaderného obalu. Proteolýza je základem nevratných událostí mitózy, jako je separace sesterských chromatid v anafázi nebo destrukce mitotických cyklinů v pozdních fázích mitózy.

Kontrolní body

S ohledem na problematiku regulace mitózy lze konvenčně rozlišit dvě období mitotického dělení: od začátku profáze do anafáze a dále od anafáze do konce telofáze [73] . Každá ze dvou označených period začíná průchodem kontrolního bodu buněčného cyklu .

Prvním kontrolním bodem je přechod z fáze G 2 do fáze M. Hlavní podmínkou pro překonání G 2 /M kontrolního bodu je úplná replikace DNA : začátek mitotického dělení je u většiny eukaryot zablokován v případě poškození nebo neúplné replikace DNA. Události od začátku profáze do konce metafáze jsou iniciovány a probíhají za účasti proteinových komplexů sestávajících z mitotických cyklinů a cyklin-dependentních kináz ( angl.  M-Cdk ).

Druhý kontrolní bod slouží jako dělicí bariéra na hranici metafáze a anafáze. V této fázi je stav štěpného vřeténka kritickým ukazatelem: vstup do anafáze u všech eukaryot je blokován přítomností defektů vřeténka. Klíčovým aktivátorem anafázových událostí je ubikvitin ligáza APC Cdc20 [72] .

Hlavní regulátory mitózy

Cyklinkinázy

Komplexy cyklinkinázy ( M-Cdk ) jsou klíčovými aktivátory mitózy, poskytující iniciaci dějů profáze-metafáze .  Tyto komplexy jsou heterodimery sestávající ze dvou podjednotek: regulační - mitotický cyklin ( angl. M cyclin ) a katalyticko - cyklin-dependentní kináza ( angl. Cdk - cyclin-dependent kinase ).   

Regulace mitózy u všech eukaryot zahrnuje cyklin-dependentní kinázu Cdk1 [75] , což je enzym (fosforyláza), který modifikuje proteiny přenosem fosfátové skupiny z ATP na aminokyseliny serin a threonin. Koncentrace Cdk1 je konstantní během celého buněčného cyklu [76] , takže aktivita cyklin-dependentní kinázy během mitózy závisí především na její asociaci s mitotickým cyklinem. Koncentrace mitotických cyklinů se zvyšuje, jak se blíží mitóza a dosahuje maxima v metafázi. Různé taxony jsou charakterizovány různými mitotickými cykliny. U pučících kvasinek se tedy na regulaci mitózy podílejí čtyři cykliny Clb1, 2, 3 a 4; Drosophila má cykliny A, B, B3; u obratlovců cyklin B. [77]

Regulátory aktivity cyklinkinázy

Akumulace mitotických cyklinů začíná ve fázi G2 . Zvýšení koncentrace cyklinů je zajištěno transkripcí jim odpovídajících genů. [79] Nově syntetizované cykliny se okamžitě spojují s neaktivní kinázou Cdk1. V tomto případě vytvořené cyklinkinázové komplexy však zůstávají v neaktivním stavu až do okamžiku aktivace mitózy. Inhibice aktivity komplexů M-Cdkl během fáze G2 je způsobena inhibiční fosforylací molekuly Cdkl. [80] Za inhibici Cdk1 je zodpovědná skupina proteinkináz z rodiny Wee1. [77] [79] V důsledku toho se do začátku mitózy v buňce hromadí značné množství neaktivních komplexů M-Cdk1.

Vlastní začátek profáze na molekulární úrovni je poznamenán ostrou aktivací komplexů M-Cdk1 kinázy. Skok v aktivitě M-Cdk1 je založen na alespoň dvou vzájemně souvisejících událostech. Nejprve je na začátek profáze načasována aktivace fosfatáz rodiny Cdc25, které uvolňují komplex M-Cdk1 z inhibičních fosfátových skupin. Za druhé, M-Cdk1 kinázy aktivované tímto způsobem jsou zahrnuty do řetězce pozitivní zpětné vazby : fosforylací aktivují své vlastní aktivátory rodiny Cdc25 a inhibují své vlastní inhibitory rodiny Wee1. V důsledku toho dochází na začátku profáze k propojenému zvýšení aktivity fosfatáz rodiny Cdc25 a cyklinkináz M-Cdk1 na pozadí paralelního poklesu aktivity inhibitorů rodiny Wee1. Aktivace mitózy je tedy založena na principu pozitivní zpětné vazby. Ale navzdory tomu, co je již známo o iniciačních mechanismech mitózy, zůstává nejasné, který konkrétní stimul zpočátku aktivuje Cdc25 nebo Cdk1, čímž poskytuje řetězec pozitivní zpětné vazby. [~6] [79] [82]

Polo- a auroře podobné kinázy

Kromě cyklin-dependentních kináz se na regulaci mitotických dějů podílejí alespoň dva další typy kináz: polo-like kinázy a kinázy z rodiny aurora. Polo-like kinázy ( angl.  polo-like kinase, Plk ) jsou serin-threoninové proteinkinázy, které jsou aktivovány na začátku a inaktivovány v pozdních fázích mitózy nebo na začátku G1 fáze . Tyto kinázy se účastní různých mitotických procesů: sestavování vřeténka, funkce kinetochoru a cytokineze. [83] Do skupiny serin-threoninových proteinkináz patří také kinázy z rodiny aurora. U mnohobuněčných organismů se rozlišují dva hlavní zástupci této rodiny: aurora A a aurora B. Aurora A kináza se podílí na regulaci fungování centrosomů a mitotického vřeténka. Aurora B kináza se podílí na regulaci procesů kondenzace a separace sesterských chromatid a také zajišťuje připojení kinetochorů k vřetenovým mikrotubulům. [84]

Aktivátor Anaphase APC Cdc20

Komplex podporující anafázi ( APC ), také nazývaný cyklosom, je velká proteinová sloučenina, která hraje kritickou roli při aktivaci anafáze .  Funkčně je anafázový stimulační komplex ubikvitin ligáza a katalyzuje adiční reakce molekul ubikvitinu na různé cílové proteiny, které nakonec podléhají proteolýze . [86]

Ve struktuře anafázového stimulačního komplexu je alokováno asi 11-13 podjednotek. Jádro komplexu se skládá z podjednotky cullinu (Apc2) a domény RING (Apc11), ke které je připojen enzym konjugující ubikvitin (E2). Fungování komplexu je regulováno přidáním aktivační podjednotky ve správný čas v buněčném cyklu. [85]

Protein Cdc20 ( angl.  cell division cycle protein 20  - “cell cycle protein 20”) aktivuje APC komplex během přechodu dělící se buňky z metafáze do anafáze. Děje se to následujícím způsobem. Ve stádiu metafáze transformuje komplex cyklin-kinázy M-Cdk jádro komplexu APC fosforylací. V důsledku této konformační změny se zvyšuje pravděpodobnost připojení aktivátoru Cdc20. Výsledkem je, že aktivovaný komplex APC Cdc20 získává ubikvitin-ligázovou aktivitu a ubikvitinuje své hlavní cíle, sekurin a mitotické cykliny. [85]

Securin (jeden z hlavních cílů APC Cdc20 ) je inhibiční protein, který udržuje enzym separázu v neaktivním stavu . V důsledku ubikvitinační reakce je zničen sekurin a uvolněná separáza zároveň ničí kohesin . Po degradaci kohesinu, který zajišťuje soudržnost sesterských chromatid, se chromozomy oddělují a divergují k pólům buněčného dělení. [87]

Ubikvitinace a v důsledku toho destrukce mitotických cyklinů (další důležitý cíl APC Cdc20 ) spouští řetězec negativní zpětné vazby . Vypadá to takhle. Komplex M-Cdk cyklinkinázy aktivuje komplex ubikvitinligázy APC Cdc20 , který cíleně ničí mitotické cykliny, což vede k degradaci komplexu cyklinkinázy M-Cdk, to znamená, že řetězec reakcí vede ke zničení původního aktivátoru. tohoto řetězce. Ale protože aktivita APC Cdc20 je závislá na komplexu M-Cdk, inaktivace M-Cdk cyklinkinázy vede k inaktivaci APC Cdc20 . Výsledkem je, že APC Cdc20 je na konci mitózy deaktivován. [85]

Mitotický přechod

Mitotické křížení je proces výměny částí homologních chromozomů během mitotického dělení. Poměrně vzácný typ genetické rekombinace v somatických buňkách kvůli absenci normálního mechanismu konjugace chromozomů . [88] [89] Frekvence mitotického křížení není více než jednou na milion buněčných dělení [90] (1,3 ± 0,1 na 10 6 buněčných dělení [91] ). U některých diploidních hub může frekvence mitotické rekombinace dosáhnout 1-10 % frekvence meiotického křížení . [92] Vystavení záření nebo chemikáliím může zvýšit frekvenci mitotické rekombinace. Někteří výzkumníci naznačují, že mechanismy meiotického a mitotického přechodu jsou podobné . [91]

První důkaz o existenci mitotické rekombinace získal genetik Kurt Stern v roce 1936 . Vědec provedl výzkum na ovocných muškách a upozornil na lokální projev recesivních znaků u heterozygotních jedinců. To znamená, že u much s normálním vnějším obalem se objevily oblasti tkáně se žlutou barvou nebo s „spálenými“ štětinami. Oba znaky však byly kódovány geny lokalizovanými ve stejném chromozomu a neměly by se projevovat u heterozygotních jedinců. Zvláště kuriózní byly případy „dvojitých skvrn“, u kterých se projevovaly oba recesivní znaky najednou, navíc u jedinců samců i samic. V důsledku toho byl na základě získaných dat učiněn závěr o existenci mitotické rekombinace v somatických buňkách. [90] [91]

Patologie mitózy

Patologie mitózy se vyvíjí, když je narušen normální průběh mitotického dělení a často vede ke vzniku buněk s nevyváženými karyotypy , vede tedy k rozvoji mutací a aneuploidie . V důsledku vývoje určitých forem patologie jsou také pozorovány chromozomální aberace . Nekompletní mitózy, které se zastaví v důsledku dezorganizace nebo destrukce mitotického aparátu, vedou ke vzniku polyploidních buněk. V případě porušení mechanismů cytokineze dochází k polyploidii a tvorbě dvou- a vícejaderných buněk. S významnými důsledky patologie mitózy je možná buněčná smrt.

V normálních tkáních se patologie vyskytuje v malých množstvích. Například asi 0,3 % patologických mitóz se vyskytuje v epidermis myší; v epitelu lidského hrtanu a dělohy - asi 2%. Patologické mitózy jsou často pozorovány během karcinogeneze , během různých extrémních expozic, během nemoci z ozáření nebo virové infekce , [~7] u rakoviny a prekancerózních hyperplazií . [~8] Frekvence abnormálních mitóz se také zvyšuje s věkem . [95]

Obvykle se rozlišuje patologie mitózy funkčního a organického typu. Funkční poruchy zahrnují například hyporeaktivitu buněk vstupujících do mitózy – snížení odezvy na fyziologické regulátory, které určují rychlost proliferace normálních buněk. K organickým poruchám dochází při poškození struktur podílejících se na mitotickém dělení (chromozomy, mitotický aparát, buněčný povrch), stejně jako při narušení procesů s těmito strukturami spojených (replikace DNA, tvorba štěpného vřeténka, pohyb chromozomů, cytokineze). [95]

Klasifikace a obecná charakteristika různých forem patologií mitózy

Na základě morfologických znaků a cytochemických poruch mitotického procesu se rozlišují tři hlavní skupiny patologií mitózy: patologie spojená s poškozením chromozomů; patologie spojená s poškozením mitotického aparátu; porušení cytokineze [96] .

I. Patologie mitózy spojené s poškozením chromozomů

1) Při porušení replikace DNA je pozorováno zpoždění mitózy v profázi .

2) Porušení spiralizace a despiralizace chromozomů lze vysledovat v důsledku působení různých mitotických jedů na dělící se buňku. Například expozice kolchicinu vede k hypercoilingu chromozomů, které se zkracují a ztlušťují [96] .

3) Časná (předčasná) separace chromatid v profázi (normálně k separaci chromatid dochází na přelomu přechodu z metafáze do anafáze). Uvedená patologie je pozorována např. při změně osmotického tlaku v králičích fibroblastech v tkáňové kultuře nebo při expozici karcinogenům ( benzpyren , methylcholantren ) na myších fibroblastech [96] .

4) Fragmentace a pulverizace chromozomů nastává v nádorových buňkách během virové infekce v důsledku vystavení normálních buněk ionizujícímu záření nebo mutagenům. Fragmenty mohou být jednoduché, párové a vícenásobné. Ty, které postrádají centromerickou oblast, se neúčastní metakineze, a proto se v anafázi nerozbíhají k pólům dělení. Během hromadné fragmentace chromozomů (pulverizace) je většina fragmentů také náhodně rozptýlena v cytoplazmě a neúčastní se metakineze [97] .

V důsledku toho se část chromozomových fragmentů může dostat do jednoho z dceřiných jader nebo se resorbovat nebo vytvořit samostatné mikronukleus . Jednotlivé fragmenty mají také schopnost se na svých koncích znovu sjednotit a taková sloučení jsou náhodné povahy a vedou k chromozomálním aberacím [98] .

5) Chromozomální a chromatidové můstky jsou výsledkem fragmentace chromozomů. Když se fragmenty obsahující centromeru znovu spojí, vytvoří se dicentrický chromozom, který se během anafáze protáhne mezi opačnými póly dělení a vytvoří most. Chromozomový (obvykle dvojitý) můstek vzniká opětným spojením fragmentů chromozomů, z nichž každý je tvořen dvěma chromatidami s centromerou. Chromatidový (obvykle jednoduchý) můstek vzniká spojením dvou samostatných chromatidových fragmentů s centromerou [99] .

Na konci anafáze - na začátku telofáze se můstky obvykle rychle lámou v důsledku nadměrného natahování dicentrických fragmentů chromozomů. Tvorba můstků vede ke genotypové heterogenitě dceřiných buněk a také narušuje průběh konečných fází dělení a oddaluje cytokinezi [99] .

6) Ke zpoždění chromozomů v metakinezi a při divergenci k pólům dochází při poškození chromozomů v oblasti kinetochoru. Poškozené chromozomy pasivně „driftují“ v cytoplazmě a v důsledku toho jsou buď zničeny a vyloučeny z buňky, nebo náhodně vstoupí do jednoho z dceřiných jader, nebo vytvoří samostatné mikronukleus. Zpoždění chromozomů bylo pozorováno v tkáňových kulturách nádorových buněk a také v experimentech, ve kterých byly kinetochory chromozomů ozařovány mikropaprskem ultrafialových paprsků [100] .

7) K tvorbě mikrojader dochází v důsledku fragmentace nebo zaostávání jednotlivých chromozomů, kolem kterých se v telofázi tvoří jaderný obal, souběžně s tvorbou membrány kolem hlavních dceřiných jader. Nově vytvořená mikrojádra buď zůstávají v buňce během celého následujícího buněčného cyklu až do dalšího dělení, nebo procházejí pyknózou , jsou zničena a odstraněna z buňky [100] .

8) Když se chromozomy neoddělí, sesterské chromatidy se na začátku anafáze neoddělí a přesunou se společně k jednomu z pólů, což vede k aneuploidii [101] .

9) Otoky a adheze chromozomů jsou pozorovány v nádorových buňkách a při vystavení toxickým dávkám různých mitotických jedů. V důsledku otoku ztrácejí chromozomy svůj normální tvar a slepují se a mění se v hrudkovité hmoty. K segregaci chromozomů nedochází a buňky v tomto stavu často umírají [101] .

II. Patologie mitózy spojené s poškozením mitotického aparátu

1) Opožděná mitóza v metafázi je charakteristická pro celou skupinu patologií mitóz spojených s poškozením mitotického aparátu.

2) Kolchicinová mitóza nebo c-mitóza  je jednou z patologií mitózy spojených s poškozením mitotického aparátu v důsledku expozice statmokinetickým jedům ( kolchicin , kolcemid , vinblastin , vinkristin , acenaften , nokodazol , metanol atd.) [102] . V důsledku expozice statmokinetickým jedům dochází k opoždění mitózy ve stadiu metafáze v důsledku dezorganizace různých složek mitotického vřeténka – centrioly, mikrotubuly, kinetochory. Poškození postihuje také buněčné jádro, plazmalema, různé intracelulární organely ( mitochondrie , chloroplasty , Golgiho aparát ). Působení statmokinetických jedů zesiluje spirálovitost chromozomů, což vede k jejich zkrácení a ztluštění, někdy vede k otoku a adhezi chromozomů. V důsledku toho dochází k chromozomálním aberacím, vznikají mikrojádra v důsledku fragmentace nebo lagu chromozomů a vzniká aneuploidie [103] .

Výsledek k-mitózy závisí na dávce a době vystavení dělící se buňky statmokinetickému jedu. Při toxických dávkách je pozorována jaderná pyknóza a buněčná smrt. Významná otrava má za následek polyploidizaci . Účinek malých dávek je reverzibilní. Během několika hodin může být mitotický aparát obnoven a mitotické dělení může pokračovat [103] .

3) K rozptylu chromozomů v metafázi dochází v důsledku poškození nebo úplné dezorganizace mitotického aparátu.

4) Multipolární mitóza je spojena s anomálií reprodukce centriol, která vede ke vzniku dalších pólů a dělicích vřetének. V důsledku toho jsou chromozomy nerovnoměrně distribuovány mezi dceřinými jádry, což následně vede k tvorbě aneuploidních buněk s nevyváženou sadou chromozomů [104] .

5) Monocentrická mitóza je spojena s porušením dělení centriol. V tomto případě je vytvořen pouze jeden pól, ze kterého se rozbíhají závity jediného polovřetena. Výsledkem je, že monocentrická mitóza vede k polyploidizaci [105] .

6) Asymetrická mitóza se vyznačuje neúměrným rozvojem opačných pólů dělení, což vede k nerovnoměrné distribuci chromozomů mezi dceřinými jádry, tedy k aneuploidii [105] . Výsledkem je, že asymetrická mitóza vede k tvorbě mikrobuněk a obřích buněk s hypo- a hyperploidními jádry.

7) Třískupinová metafáze a metafáze s polárními chromozomy je charakterizována přítomností v metafázi kromě hlavní rovníkové desky ještě dvou dalších skupin nebo samostatných („polárních“) chromozomů v oblasti pólů buněčného dělení [ 105] . Chromozomy jsou zadržovány v blízkosti pólů vřeténka kvůli zpoždění v procesu metakineze, a ne kvůli předčasné divergenci. Důvodem zpoždění může být poškození kinetochoru nebo dezorganizace jednotlivých chromozomálních řetězců zapojených do pohybu zaostávajících chromozomů [106] .

8) Dutá metafáze je kruhová akumulace chromozomů v ekvatoriální desce podél periferie buňky [107] .

III. Patologie mitózy spojené s narušenou cytotomií

Existují dvě skupiny patologií mitózy spojené s porušením cytotomie: časná cytotomie , vznikající již v anafázi; nebo naopak, zpoždění nebo úplná absence cytotomie , což má za následek tvorbu binukleárních buněk nebo se vytvoří jedno polyploidní jádro [107] .

Typy mitózy

Vývoj jednotné typologie a klasifikace mitóz komplikuje celá řada znaků [~ 9] , které v různých kombinacích vytvářejí různorodost a heterogenitu vzorců mitotického dělení. Zároveň jsou samostatné možnosti klasifikace vyvinuté pro jeden taxon pro ostatní nepřijatelné, protože neberou v úvahu specifika jejich mitóz. Například některé varianty klasifikace mitóz charakteristické pro živočišné nebo rostlinné organismy se ukazují jako nepřijatelné pro řasy [108] .

Jedním z klíčových znaků, který je základem různých typologií a klasifikací mitotického dělení, je chování jaderného obalu. Pokud tvorba vřeténka a samotné mitotické dělení probíhá uvnitř jádra bez zničení jaderné membrány, pak se tento typ mitózy nazývá uzavřený . Mitóza s rozpadem jaderné membrány se nazývá otevřená a mitóza s rozpadem membrány pouze na pólech vřeténka s tvorbou "polárních oken" - polouzavřená [108] [109] .

Dalším charakteristickým znakem je typ symetrie mitotického vřeténka. U pleuromitózy je dělicí vřeteno bilaterálně symetrické nebo asymetrické a obvykle sestává ze dvou polovřetének umístěných v metafázi-anafázi pod úhlem vůči sobě. Kategorie ortomitóz je charakterizována bipolární symetrií štěpného vřeténka a v metafázi je často rozlišitelná rovníková deska [109] .

V rámci naznačených znaků je nejpočetnější typická otevřená ortomitóza. Tento typ mitózy je charakteristický pro zvířata, vyšší rostliny a některé prvoky [110] .

Možnosti klasifikace mitóz

7 typů mitózy u prvoků [109] :

  • Uzavřená intranukleární pleuromitóza
  • Uzavřená intranukleární ortomitóza
  • Uzavřená euglenoidní mitóza
  • Uzavřená extranukleární pleuromitóza
  • Polouzavřená pleuromitóza
  • Polouzavřená ortomitóza
  • Otevřená ortomitóza (eumitóza)

6 typů mitózy u řas [108] :

  • uzavřené centrické
  • uzavřený acentrický
  • Polouzavřená centrická
  • Polouzavřený acentrický
  • otevřené centrické
  • otevřený acentrický

Původ a vývoj mitózy

Předpokládá se, že složitý mitotický proces vyšších organismů se postupně vyvinul z mechanismů prokaryotického štěpení [111] . Tento předpoklad podporuje fakt, že prokaryota se objevila asi o miliardu let dříve než první eukaryota. Kromě toho se podobné proteiny účastní eukaryotické mitózy a prokaryotického binárního štěpení .

Možná přechodná stádia mezi binárním štěpením a mitózou lze vysledovat u jednobuněčných eukaryot , u nichž nedochází při dělení k destrukci jaderné membrány . Ve většině ostatních eukaryot, včetně rostlin a zvířat, se vřeteno tvoří mimo jádro a jaderný obal je zničen během mitózy. Ačkoli mitóza u jednobuněčných eukaryot není dosud dobře pochopena, lze předpokládat, že vznikla z binárního štěpení a nakonec dosáhla úrovně složitosti, která existuje u mnohobuněčných organismů [112] .

U mnoha prvokových eukaryot zůstala mitóza také membránově vázaným procesem, ale nyní již není plazmatická , ale jaderná [113] . Je možné, že v důsledku nárůstu velikosti a počtu chromozomů byla struktura typu mezozomů rozdělena na dva prvky: COMT na jaderném obalu a kinetochor na chromozomu. Aby se tyto struktury vzájemně spojily, v procesu evoluce se vyvinul mezilehlý systém mikrotubulů. V rámci této koncepce je uzavřená intranukleární pleuromitóza považována za nejstarší a primitivní. K segregaci chromozomů v tomto případě dochází segregací CMT, ke kterým jsou chromozomy připojeny pomocí mikrotubulů. Na druhé straně jsou CMT připojeny k jaderné membráně a rozcházejí se v důsledku růstu jaderné membrány mezi nimi [114] .

Několik paralelních evolučních linií pravděpodobně pochází z různých variant uzavřené intranukleární pleuromitózy [114] . Za evolučně progresivní znaky jsou považovány: rozpad jaderného obalu během mitózy; přechod COMT z jádra do cytoplazmy; vytvoření bipolárního vřeténka; zvýšená spirálovitost chromozomů; vznik rovníkové desky v metafázi. Evoluce mitotického dělení tedy probíhá směrem od uzavřené intranukleární pleuromitózy k otevřené ortomitóze [115] .

Endomitóza

Endomitóza je typ mitózy bez jaderného nebo buněčného dělení , přičemž buňka hromadí mnoho kopií stejných chromozomů , shromážděných v jediném jádře. Tento proces může také zahrnovat endoreduplikaci a buňky se v tomto případě nazývají endoploidní [116] . Příkladem buněk procházejících endomitózou jsou megakaryocyty , které dávají vznik krevním destičkám [117] .

Extrémním případem endomitózy je tvorba obřích polytenových chromozomů , která je výsledkem opakované reprodukce chromozomů bez následné divergence. Takové chromozomy se nacházejí ve slinných žlázách některých druhů hmyzu , u larev dvoukřídlých v jádrech střevních buněk au některých rostlin v jádrech synergidů (například hrachu ) [118] .

Význam mitózy

Mitóza je důležitým prostředkem k udržení stálosti sady chromozomů . V důsledku mitózy dochází k identické reprodukci buňky. Klíčovou úlohou mitózy je proto kopírování genetické informace.

Mitóza se vyskytuje v následujících případech:

  • Růst a vývoj. Počet buněk v těle v procesu růstu se zvyšuje v důsledku mitózy. To spočívá ve vývoji mnohobuněčného organismu z jediné buňky - zygoty , stejně jako v růstu mnohobuněčného organismu.
  • Pohyb buňky. V některých orgánech těla , jako je kůže a trávicí trakt , se buňky neustále uvolňují a nahrazují se novými. Nové buňky vznikají mitózou, a proto jsou přesnými kopiemi svých předchůdců. Obdobným způsobem se nahrazují červené krvinky - erytrocyty , které mají krátkou životnost - 4 měsíce, a mitózou se tvoří nové erytrocyty.
  • Regenerace. Některé organismy jsou schopny regenerovat ztracené části těla. V těchto případech tvorba nových buněk často probíhá mitózou. Například díky mitóze hvězdice obnovují ztracené paprsky.
  • Nepohlavní rozmnožování. Některé organismy produkují geneticky identické potomstvo prostřednictvím nepohlavní reprodukce . Například hydry se množí nepohlavně pučením . Povrchové buňky hydry podléhají mitóze a tvoří shluky buněk nazývané pupeny. Mitóza pokračuje v buňkách ledvin a roste do dospělého. K podobnému buněčnému dělení dochází při vegetativním množení rostlin.

Viz také

Poznámky

Komentáře
  1. ↑ Samotný fakt rozdělení morfologie mitotického vřeténka na dva typy nepopírá možnost kombinace obou v rámci jednoho organismu. Například v časné embryogenezi savců, během dělení zrání oocytů a při děleních I a II zygoty, jsou pozorovány centriolární anastrální mitózy. Ale počínaje třetím buněčným dělením a ve všech následujících se buňky dělí za účasti astrálních vřetének, v jejichž pólech se vždy nacházejí centrioly [25]
  2. ↑ Původně byl tento proces na základě morfologických znaků mitózy rozdělen pouze do čtyř hlavních fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze. [34]
  3. ↑ Pokud jsou mitotické buňky umístěny do těžké vody (D 2 O) nebo ošetřeny taxolem (tyto účinky brání rozkladu mikrotubulů), pak se vřetenová vlákna prodlouží. Takto stabilizované vřeténo nemůže táhnout chromozomy a mitóza se zastaví. Ale mitóza je blokována i opačným efektem, pokud jsou vlákna vřeténka reverzibilně zničena jedním ze tří činidel, které inhibují skládání tubulinu do mikrotubulů – kolchicin, nízká teplota nebo vysoký hydrostatický tlak. [45]
  4. ↑ Existují minimálně tři hypotetické modely, které vysvětlují pravděpodobný mechanismus segregace chromozomů v anafázi A. Podle jednoho z nich je pohyb chromatid vysvětlován přítomností „chodících“ proteinů v kinetochoru, podobného charakteru jako dynein resp. kinesin; pohybují se po mikrotubulu pomocí energie hydrolýzy ATP. Podle jiné hypotézy je pohyb chromozomů důsledkem rozpadu mikrotubulů: když se podjednotky tubulinu disociují, kinetochor musí klouzat ve směru pólu, aby byl zachován kontakt s mikrotubulem. Třetí možností je, že mikrotubuly nejsou přímo zodpovědné za sílu pohánějící kinetochor směrem k pólům, ale jednoduše regulují pohyb způsobený nějakou jinou strukturou. [59]
  5. ↑ Existuje řada příkladů popisujících vícenásobná mitotická jaderná dělení bez současného dělení buněčného těla. V endospermu mnoha rostlin tedy dochází k mnohočetným mitózám bez dělení cytoplazmy, což vede k vytvoření mnohojaderného simplastu. Podobná situace je pozorována při synchronních děleních četných jader myxomycet nebo v raných fázích vývoje embryí některých druhů hmyzu. [66]
  6. ↑ Za možné se považuje několik iniciačních modelů. Například se má za to, že komplexy M-Cdkl nejsou úplně blokovány skupinou inhibitorů Wee1. Výsledkem je, že v poměru ke zvýšení koncentrace mitotických cyklinů se může na začátku profáze akumulovat kritické množství aktivních M-Cdk1 kináz. Částečnou aktivaci cyklinkináz u obratlovců pravděpodobně zajišťuje Cdc25B fosfatáza, jejíž úroveň aktivity se zvyšuje od pozdní S fáze a dosahuje maxima v profázi mitózy. Bylo však prokázáno, že myší buňky jsou schopny se dělit v nepřítomnosti tohoto stimulu. Dalším možným aktivátorem může být komplex cyklin A-Cdk, který si zachovává svou aktivitu od začátku S-fáze až do konce prometafáze mitózy. [81]
  7. ↑ Po infekci kultur diploidních lidských plicních buněk virem Herpes simplex vzrostl počet patologických mitóz (k-mitózy, chromozomové aberace) ze 3 % u kontroly na 40-60 % u infikované kultury. [93]
  8. ↑ Na příkladu epitelu lidského hrtanu byly získány údaje o nárůstu počtu patologických mitóz u rakoviny. Jestliže u chronického zánětu a u papilomů „juvenilního“ typu byl počet patologických mitóz pouze 2–2,5krát vyšší než jejich počet v normálním epitelu, pak u prekancerózy byl počet patologických mitóz asi 25 % a u nádorových resp. atypická papilomatóza s přechodem do rakoviny dosáhla 36-45%. [94]
  9. ↑ Mezi takové znaky patří např.: chování jaderného obalu se všemi přechody od neporušeného, ​​roztříštěného v různé míře až po zcela rozpadající se; nejednoznačné chování jadérka od setrvání po částečné nebo úplné vymizení; různý stupeň spiralizace (nebo úplná absence takové u dinoflagelátů) a morfologická diferenciace chromozomů; znaky uspořádání chromozomů v metafázové desce ; přítomnost kinetochorů a rozdíly v jejich organizaci; rozdíly v morfologii, povaha původu a organizace vřetena, délka zachování jeho interzonální zóny; vzhled spolu s centrioly zvláštních polárních útvarů různých organizací a míst jejich lokalizace; rozdílný stupeň vývoje perinukleární membrány atd. [108]
Prameny
  1. ↑ 1 2 3 4 Biologický encyklopedický slovník / kap. redaktor Gilyarov M. S. - M . : Sov. Encyklopedie, 1986. - 831 s. — 100 000 výtisků.
  2. ↑ Gilbert, 1995 , str. 202.
  3. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 396.
  4. ↑ 1 2 Alov I. A. Mitosis - článek z Velké sovětské encyklopedie . 
  5. ↑ Buldakov, Kalistratova, 2003 , str. 39.
  6. ↑ Raikov, IB Diverzita forem mitózy u prvoků: Komparativní přehled  //  European Journal of Protistology : journal. - 1994. - Sv. 30 , č. 3 . - str. 253-269 . - doi : 10.1016/S0932-4739(11)80072-6 .
  7. ↑ De Souza CP, Osmani SA Mitóza, nejen otevřená nebo uzavřená  (neopr.)  // Eukaryotická buňka. - 2007. - Září ( vol. 6 , č. 9 ). - S. 1521-1527 . - doi : 10.1128/EC.00178-07 . — PMID 17660363 .
  8. ↑ 1 2 Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 489.
  9. ↑ Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 485.
  10. ↑ Gloria Robinsonová. Schneider , Friedrich Anton  . www.encyklopedie.com. Datum přístupu: 25. dubna 2017.
  11. ↑ Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 486.
  12. ↑ Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 487.
  13. ↑ Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 488.
  14. ↑ 1 2 Dějiny biologie do počátku 20. století, 1972 , str. 491.
  15. ↑ Chentsov, 2004 , s. 470.
  16. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 400.
  17. ↑ Chentsov, 2004 , s. 471.
  18. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 403.
  19. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 404-405.
  20. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 438.
  21. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 463.
  22. ↑ NIGMS - From Molecules to Medicines: Cell Biology and Biophysics  (angl.)  (nepřístupný odkaz) . Archivováno z originálu 11. února 2012.
  23. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 439.
  24. ↑ 1 2 3 4 5 Alberts a kol., 1993 , str. 444.
  25. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 429.
  26. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , str. 429.
  27. ↑ Chentsov, 2004 , s. 430.
  28. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 446.
  29. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , s. 433.
  30. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , s. 434.
  31. ↑ Alov, 1972 , str. osmnáct.
  32. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 415.
  33. ↑ Alov, 1972 , str. 21.
  34. ↑ Alov, 1972 , str. 12.
  35. ↑ Alov, 1972 , str. 19.
  36. ↑ 1 2 3 4 Lackie, 2013 , str. 531.
  37. ↑ Evert, Eichhorn, 2013 , str. 65.
  38. ↑ Lewin a kol., 2011 , s. 876.
  39. ↑ Smith LG Division Plane Determination in Plant Cells  (anglicky) (květen 2006).
  40. ↑ Lewin a kol., 2011 , s. 932.
  41. ↑ 1 2 3 Lewin a kol., 2011 , str. 877.
  42. ↑ 1 2 3 4 5 6 Morgan, 2007 , str. 89.
  43. ↑ Alov, 1972 , str. 83.
  44. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , str. 434.
  45. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 445.
  46. ↑ Chentsov, 2004 , s. 436.
  47. ↑ Chentsov, 2004 , s. 436-437.
  48. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , str. 436.
  49. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 448.
  50. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 449.
  51. ↑ Alov, 1972 , str. 108.
  52. ↑ Alov, 1972 , str. 112.
  53. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , str. 439.
  54. ↑ Alov, 1972 , str. 113.
  55. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 451.
  56. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 452.
  57. ↑ Chentsov, 2004 , s. 440.
  58. ↑ Alov, 1972 , str. 119.
  59. ↑ 1 2 3 4 Alberts a kol., 1993 , str. 453.
  60. ↑ Chentsov, 2004 , s. 441.
  61. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 454.
  62. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , str. 442.
  63. ↑ Alov, 1972 , str. 135.
  64. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 457.
  65. ↑ Alov, 1972 , str. 137.
  66. ↑ 1 2 Alberts a kol., 1993 , str. 458.
  67. ↑ Alov, 1972 , str. 140.
  68. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 459.
  69. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 460.
  70. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 461.
  71. ↑ Morgan, 2007 , str. 90.
  72. ↑ 12 Morgan , 2007 , s. 91.
  73. ↑ Alberts a kol., 2008 , s. 1071.
  74. ↑ Morgan, 2007 , str. 99.
  75. ↑ Morgan, 2007 , str. třicet.
  76. ↑ Morgan, 2007 , str. 28.
  77. ↑ 12 Morgan , 2007 , s. 32.
  78. ↑ Morgan, 2007 , str. 97.
  79. ↑ 1 2 3 Alberts a kol., 2008 , str. 1074.
  80. ↑ Morgan, 2007 , str. 96.
  81. ↑ Morgan, 2007 , str. 98-99.
  82. ↑ Morgan, 2007 , str. 98.
  83. ↑ Morgan, 2007 , str. 102.
  84. ↑ Morgan, 2007 , str. 103.
  85. ↑ 1 2 3 4 Morgan, 2007 , str. 48.
  86. ↑ Morgan, 2007 , str. 46.
  87. ↑ Alberts a kol., 2008 , s. 1087.
  88. ↑ Lackie, 2013 , str. 419.
  89. ↑ Redei, 2008 , str. 1238-1239.
  90. ↑ 12 Hartwell a kol., 2010 , s. 146.
  91. ↑ 1 2 3 Redei, 2008 , str. 1239.
  92. ↑ Redei, 2008 , str. 1240.
  93. ↑ Alov, 1972 , str. 192.
  94. ↑ Alov, 1972 , str. 193.
  95. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 167.
  96. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , str. 169.
  97. ↑ Alov, 1972 , str. 170.
  98. ↑ Alov, 1972 , str. 171.
  99. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 172.
  100. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 174.
  101. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 176.
  102. ↑ Alov, 1972 , str. 177.
  103. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 183.
  104. ↑ Alov, 1972 , str. 184.
  105. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , str. 185.
  106. ↑ Alov, 1972 , str. 186.
  107. ↑ 1 2 Alov, 1972 , str. 188.
  108. ↑ 1 2 3 4 Sedova, 1996 , str. 103.
  109. ↑ 1 2 3 Raikov, 1978 , str. 57.
  110. ↑ Chentsov, 2004 , s. 428.
  111. ↑ Alberts a kol., 1993 , s. 465.
  112. ↑ Mitotic Phase a G0 Phase  (anglicky)  (odkaz není dostupný) . Bezmezná. Získáno 25. dubna 2017. Archivováno z originálu 26. dubna 2017.
  113. ↑ Raikov, 1978 , str. 93.
  114. ↑ 1 2 Raikov, 1978 , str. 94.
  115. ↑ Raikov, 1978 , str. 95.
  116. ↑ Lilly M., Duronio R. Nové poznatky o řízení buněčného cyklu z endocyklu  Drosophila //  Onkogen : deník. - 2005. - Sv. 24 , č. 17 . - str. 2765-2775 . - doi : 10.1038/sj.onc.1208610 . — PMID 15838513 .
  117. ↑ Italiano JE, Shivdasani R.A. Megakaryocyty a dál: zrození krevních destiček  //  Journal of Thrombosis and Haemostasis : deník. - 2003. - Sv. 1 , ne. 6 . - S. 1174-1182 . - doi : 10.1046/j.1538-7836.2003.00290.x . — PMID 12871316 .
  118. ↑ Inge-Vechtomov, 2010 , s. 89-90.

Literatura

  • Alberts B. a spol. Molekulární biologie buňky. — 5 vydání. - Garland science, 2008. - 1601 s. — ISBN 978-0-8153-4105.
  • Lackie JM (ed.). Slovník buněčné a molekulární biologie. — 5 vydání. - Academic Press, 2013. - 750 s. — ISBN 978-0-12-384931-1 .
  • Hartwell L. a kol. Genetika: od genů ke genomům. - 4. vydání. - McGraw-Hill Science, 2010. - 816 s. - ISBN 978-0-07-352526-6.
  • Morgan DO Buněčný cyklus: principy kontroly. — New science press, 2007. — 297 s. - ISBN 978-0-9539181-2-6 .
  • Evert RF, Eichhorn SE Raven biologie rostlin. - vydání 8. - W. H. Freeman and Company, 2013. - 880 s. — ISBN 978-1-4292-1961-7 .
  • Redei G.P. (ed.). Encyklopedie genetiky, genomiky, proteomiky a informatiky. - 3 vydání. - Springer, 2008. - 1822 s. — ISBN 978-1-4020-6753-2 .
  • Alov IA Cytofyziologie a patologie mitózy. - M .: " Medicína ", 1972. - 264 s. - 3700 výtisků.
  • Alberts B. et al. Molekulární biologie buňky: Ve 3 svazcích - 2. vydání, revidováno. - M .: " Mir ", 1993. - T. 2. - 539 s. — ISBN 5-03-001987-1 .
  • Biologický encyklopedický slovník / Ch. redaktor Gilyarov M. S. . - M .: " Sovětská encyklopedie ", 1986. - 831 s. — 100 000 výtisků.
  • Buldakov L. A., Kalistratova V. S. Radioaktivní záření a zdraví . - M. : Inform-Atom, 2003. - 165 s.
  • Gilbert S. Developmental Biology: ve 3 svazcích. - M . : " Mir ", 1995. - T. 3. - 352 s. - 5000 výtisků.  — ISBN 5-03-001833-6 .
  • Dějiny biologie od starověku do počátku 20. století / Edited by S. R. Mikulinsky . - M .: " Nauka ", 1972. - 564 s. - 9600 výtisků.
  • Lewin B. a kol. , Cells. — M. : BINOM. Vědomostní laboratoř, 2011. - 951 s. — (Nejlepší zahraniční učebnice). — ISBN 978-5-94774-794-2 .
  • Mazia D. Mitóza a fyziologie buněčného dělení = D. Mazia. Mitóza a fyziologie buněčného dělení. Buňka. Ed. od J. Bracheta a A. Mirského. sv. III. New York-Londýn, akad. tisk, 1961 / Per. z angličtiny. D. M. Kershner; Pod. vyd. a s předmluvou. prof. L. N. Žinkina . — M .: Izd-vo inostr. lit. , 1963. - 428, [64] s.
  • Raikov I. B. Jádro prvoků. Morfologie a evoluce. - L .: "Nauka", 1978. - 328 s. - 1600 výtisků.
  • Sedova T.V. Kariologie řas. - Petrohrad. : "Nauka", 1996. - 386 s. - 500 výtisků.  — ISBN 5-02-026058-4 .
  • Chentsov Yu.S. Úvod do buněčné biologie: učebnice pro střední školy. - 4. vyd., přepracováno a doplněno. - M. : ICC "Akademkniga", 2004. - 495 s. - 3000 výtisků.  - ISBN 5-94628-105-4 .
  • Inge-Vechtomov S. G. Genetika se základy selekce. - 2. vyd., přepracováno a doplněno. - Petrohrad. : Nakladatelství N-L, 2010. - 718 s. - 3000 výtisků.  — ISBN 978-5-94869-105-3 .

Odkazy

Ilustrace

Animace

Video

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 buněčného cyklu
Fáze
Mezifáze
M-fáze
Další fáze
Kontrolní body
Regulátoři
cykliny
  • A
  • B
  • D
  • E
  • F
Cyklin-dependentní kinázy
Ubikvitinové ligázy
Cdk inhibitory
  • Cip/Kip ( str . 21 , str . 27 , str . 57 )
  • INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 )
jiný
  • cdc2
  • Cdc25
  • cdc42
  • Protein predispozice buněčné apoptózy
  • E2F
  • faktor zrychlení zrání
  • Wee
 Chromozomy
Hlavní
Klasifikace
Struktura
Chromatidy
Telomerytelomeráza
CentromeraKinetochore
Chromatin
Nukleosom
Restrukturalizace a
porušení
Určení chromozomálního
pohlaví
Metody