FormasiPendidikan menengah dan sekolah

Meiosis dan tahapan-tahapannya. fase karakteristik dari meiosis. Reproduksi organisme. Kemiripan mitosis dan meiosis

Tentang organisme hidup diketahui bahwa mereka bernafas, memberi makan, bereproduksi dan binasa, inilah fungsi biologisnya. Tapi karena apa semua ini terjadi? Karena batu bata - sel yang juga bernafas, memberi makan, mati dan berkembang biak. Tapi bagaimana ini bisa terjadi?

Tentang struktur sel

Rumah terdiri dari batu bata, balok atau balok kayu. Sehingga tubuh bisa dibagi menjadi unit dasar - sel. Semua makhluk hidup terdiri dari mereka, perbedaannya terletak pada jumlah dan jenisnya. Mereka terdiri dari otot, jaringan tulang, kulit, semua organ dalam - sangat berbeda dalam tujuannya. Tapi terlepas dari fungsi apa yang dilakukan oleh sel ini atau itu, semuanya diatur kira-kira sama. Pertama-tama, setiap "batu bata" memiliki selaput dan sitoplasma dengan organoida yang berada di dalamnya. Beberapa sel tidak memiliki nukleus, mereka disebut prokariotik, namun semua organisme yang kurang berkembang terbentuk dari senyawa eukariotik yang memiliki nukleus dimana informasi genetik disimpan.

Organoids yang berada di sitoplasma itu beragam dan menarik, mereka melakukan fungsi penting. Pada sel-sel asal hewan, retikulum endoplasma, ribosom, mitokondria, kompleks Golgi, sentriol, lisosom dan elemen motorik diisolasi. Dengan bantuan ini, semua proses yang memastikan berfungsinya organisme berlangsung.

Aktivitas vital sel

Seperti telah disebutkan, semua makhluk hidup makan, bernafas, bereproduksi dan mati. Pernyataan ini berlaku untuk seluruh organisme, yaitu manusia, hewan, tumbuhan, dan lain-lain, dan untuk sel. Sungguh menakjubkan, tapi setiap "batu bata" memiliki nyawanya sendiri. Dengan mengorbankan organoidnya, dia menerima dan memproses nutrisi, oksigen, menghilangkan semua kelebihannya. Sitoplasma itu sendiri dan retikulum endoplasma membawa fungsi transportasi, mitokondria merespons, termasuk untuk bernafas, dan juga dengan energi. Kompleks Golgi berhubungan dengan akumulasi dan ekskresi produk dari aktivitas vital sel. Organel yang tersisa juga berpartisipasi dalam proses yang kompleks. Dan pada tahap tertentu dari siklus hidupnya, sel mulai membelah, yaitu proses reproduksi berlangsung. Ini harus dipertimbangkan secara lebih rinci.

Proses pembelahan sel

Reproduksi adalah salah satu tahap dalam pengembangan organisme hidup. Hal yang sama berlaku untuk sel. Pada tahap tertentu dalam siklus hidup, mereka memasuki keadaan saat mereka siap untuk bereproduksi. Sel prokariotik terbelah dua, membesar, dan kemudian membentuk septum. Proses ini sederhana dan hampir sepenuhnya dipelajari dengan menggunakan contoh bakteri berbentuk batang.

Dengan sel eukariotik, semuanya agak rumit. Mereka berkembang biak dengan tiga cara berbeda, disebut amitosis, mitosis dan meiosis. Masing-masing jalur ini memiliki kekhasan tersendiri, ini melekat pada jenis sel tertentu. Amitosis Hal ini juga disebut pembagian biner langsung. Dengan itu, molekul DNA berlipat ganda. Namun, tidak ada spindle fisi, jadi metode ini paling ekonomis. Amfosis diamati pada organisme uniseluler, sementara jaringan multiseluler berkembang biak melalui mekanisme lain. Namun, kadang kala diamati juga dimana aktivitas mitosis berkurang, misalnya pada jaringan dewasa.

Terkadang pembagian langsung dibedakan sebagai semacam mitosis, namun beberapa ilmuwan menganggapnya sebagai mekanisme yang terpisah. Proses proses ini bahkan di sel lama cukup langka. Selanjutnya, meiosis dan fasenya, proses mitosis, serta persamaan dan perbedaan metode ini akan dipertimbangkan. Dibandingkan dengan pembagian sederhana, mereka lebih kompleks dan sempurna. Hal ini terutama terjadi pada divisi pengurangan, sehingga karakteristik fase meiosis akan menjadi yang paling rinci.

Peran penting dalam pembelahan sel memiliki sentriol - organel khusus, biasanya terletak di dekat kompleks Golgi. Masing-masing struktur tersebut terdiri dari 27 mikrotubulus yang dikelompokkan menjadi tiga. Seluruh struktur memiliki bentuk silinder. Centrioles terlibat langsung dalam pembentukan spindel pembelahan sel dalam proses pembagian tidak langsung, yang akan dibahas lebih lanjut.

Mitosis

Durasi keberadaan sel berbeda. Beberapa hidup selama beberapa hari, dan beberapa dapat dikaitkan dengan hati yang panjang, karena penggantian lengkap mereka sangat jarang terjadi. Dan praktis semua sel ini berkembang biak dengan bantuan mitosis. Kebanyakan dari mereka memiliki rata-rata 10-24 jam antara periode fisi. Mitosis itu sendiri memakan waktu singkat - pada hewan sekitar 0,5-1 Jam, dan di tanaman sekitar 2-3. Mekanisme ini memastikan pertumbuhan populasi sel dan reproduksi identik dalam kandungan genetik unitnya. Inilah bagaimana kontinuitas generasi diamati di tingkat dasar. Jumlah kromosom tetap tidak berubah. Mekanisme inilah yang merupakan varian paling umum dari reproduksi sel eukariotik.

Pentingnya pembagian jenis ini sangat hebat - proses ini membantu menumbuhkan dan meregenerasi jaringan, yang karenanya seluruh organisme berkembang. Selain itu, mitosis inilah yang mendasari reproduksi aseksual. Dan satu lagi fungsi - pergerakan sel dan penggantian yang sudah usang. Oleh karena itu, salah untuk mengasumsikan bahwa karena tahap meiosis lebih rumit, perannya juga jauh lebih tinggi. Kedua proses ini melakukan fungsi yang berbeda dan penting dan sangat diperlukan dengan cara mereka sendiri.

Mitosis terdiri dari beberapa fase, berbeda dalam ciri morfologi mereka. Keadaan di mana sel berada, siap untuk pembagian tidak langsung, disebut interphase, dan proses itu sendiri terbagi dalam 5 tahap yang perlu diperhatikan secara lebih rinci.

Fase mitosis

Berada di dalam interphase, sel mempersiapkan pembagian: sintesis DNA dan protein terjadi. Tahap ini dibagi lagi menjadi beberapa, dimana seluruh struktur tumbuh dan kromosom berlipat ganda. Dalam kondisi ini, sel hidup sampai 90% dari seluruh siklus hidup.

Sisanya 10% dibagi langsung, terbagi dalam 5 tahap. Pada mitosis sel tumbuhan, preprofase juga diekskresikan, yang tidak ada dalam semua kasus lainnya. Ada formasi struktur baru, inti bergerak ke tengah. Rekaman pra-fasa terbentuk, menandai tempat calon fisi masa depan.

Di semua sel lainnya, proses mitosis berlanjut sebagai berikut:

Tabel 1

Nama panggung Fitur
Prophase Nukleus meningkat dalam ukuran, kromosom di dalamnya bersatu, menjadi terlihat di mikroskop. Di sitoplasma terbentuk poros pembentuk. Seringkali nukleolus meluruh, tapi ini tidak selalu terjadi. Kandungan materi genetik di dalam sel tetap tidak berubah.
Prometafase Membran nuklir meluruh. Kromosom mulai aktif, tapi gerakannya tidak menentu. Akhirnya, mereka semua sampai pada pesawat piring metafase. Tahap ini berlangsung hingga 20 menit.
Metafase Kromosom berbaris sepanjang bidang ekuator dari spindle fisi kira-kira pada jarak yang sama dari kedua kutub. Jumlah mikrotubulus yang memegang seluruh struktur dalam keadaan stabil mencapai maksimal. Suster kromatid saling tolak, menjaga koneksi hanya di centromere.
Anafase Tahap terpendek. Kromatid dipisahkan dan ditolak satu sama lain ke arah kutub terdekat. Proses ini kadang-kadang dipilih secara terpisah dan disebut anafase A. Selanjutnya, kutub fisi itu sendiri berbeda. Dalam sel-sel dari beberapa yang paling sederhana, spindle fisi sehingga bertambah panjangnya sampai 15 kali. Dan sub-langkah ini disebut anafase B. Durasi dan urutan proses pada tahap ini bervariasi.
Telofase Setelah berakhirnya perbedaan di kutub yang berlawanan, kromatid berhenti. Ada dekondensasi kromosom, yaitu peningkatan ukurannya. Rekonstruksi amplop nuklir sel putri masa depan dimulai. Mikrotubulus gelendong fisi hilang. Inti terbentuk, sintesis RNA dilanjutkan.

Setelah selesainya pembagian informasi genetik, sitokinesis atau sitotomi terjadi. Dengan istilah ini berarti terbentuknya tubuh sel putri dari tubuh ibu. Dalam kasus ini, organoids, sebagai aturan, terbagi menjadi dua, walaupun pengecualian dimungkinkan, septum terbentuk. Sitokinesis tidak diisolasi ke dalam fase terpisah, sebagai aturan, mempertimbangkannya dalam telofase.

Jadi, dalam proses yang paling menarik melibatkan kromosom yang membawa informasi genetik. Apa itu dan mengapa mereka begitu penting?

Tentang kromosom

Masih belum memiliki sedikit pun genetika, orang tahu bahwa banyak kualitas keturunan bergantung pada orang tua. Dengan perkembangan biologi, menjadi jelas bahwa informasi tentang organisme tersimpan di setiap sel, dan beberapa di antaranya dikirim ke generasi mendatang.

Pada akhir abad 19, kromosom ditemukan - strukturnya terdiri dari panjang Molekul DNA Hal ini menjadi mungkin dengan perbaikan mikroskop, dan bahkan sekarang hanya bisa dipertimbangkan pada periode pembagian. Paling sering, penemuan ini dikaitkan dengan ilmuwan Jerman V. Fleming, yang tidak hanya memesan semua yang telah dipelajari sebelumnya, namun juga berkontribusi: dia adalah salah satu yang pertama mempelajari struktur seluler, meiosis dan fasenya, dan juga memperkenalkan istilah "mitosis". Konsep "kromosom" sangat disarankan sedikit kemudian oleh ilmuwan lain - ahli histologi Jerman G. Valdeier.

Struktur kromosom pada saat mereka terlihat jelas cukup sederhana - keduanya adalah dua kromatid, yang dihubungkan di tengah oleh sentromer. Ini adalah urutan nukleotida yang spesifik dan memainkan peran penting dalam proses perkalian sel. Dalam analisis akhir, kromosom secara eksternal dalam prophase dan metafase, kapan bisa dilihat paling baik, mengingatkan pada huruf X.

Pada tahun 1900, hukum Mendel ditemukan , menggambarkan prinsip-prinsip pengalihan sifat turun-temurun. Kemudian akhirnya jelas bahwa kromosom - inilah informasi genetik yang ditransmisikan. Kemudian, para ilmuwan melakukan serangkaian eksperimen yang membuktikan hal ini. Dan kemudian subjek belajar adalah pengaruh pembagian sel yang mereka buat.

Meiosis

Berbeda dengan mitosis, mekanisme ini akhirnya mengarah pada pembentukan dua sel dengan seperangkat kromosom 2 kali lebih sedikit dari aslinya. Dengan demikian, proses meiosis berfungsi sebagai transisi dari fase diploid ke fase haploid, dan di tempat pertama Kita berbicara tentang fisi nukleus, dan bahkan yang kedua - dari keseluruhan sel. Restorasi set lengkap kromosom terjadi sebagai hasil perpaduan gamet lebih lanjut. Sehubungan dengan berkurangnya jumlah kromosom, metode ini juga didefinisikan sebagai pembagian reduksi sel.

Meiosis dan tahapannya telah dipelajari oleh ilmuwan terkenal seperti W. Fleming, E. Strasburgrehrer, VI Belyaev dan lainnya. Studi tentang proses ini di sel tumbuhan dan hewan berlanjut sampai hari ini - sangat kompleks. Awalnya, proses ini dianggap sebagai varian mitosis, namun segera setelah penemuan, itu diberikan sebagai mekanisme yang terpisah. Karakteristik meiosis dan signifikansi teoritis pertama kali dijelaskan sampai batas yang cukup oleh Agustus Vaisman pada tahun 1887. Sejak saat itu, studi tentang proses pembagian reduksi telah sangat maju, namun kesimpulan yang ditarik belum terbantahkan.

Meiosis jangan sampai bingung dengan gametogenesis, meski kedua proses ini saling terkait erat. Kedua mekanisme tersebut ikut dalam pembentukan sel kelamin, namun ada sejumlah perbedaan serius di antara keduanya. Meiosis terjadi dalam dua tahap pembagian, masing-masing terdiri dari 4 fase utama, di antaranya ada jeda sejenak. Durasi keseluruhan proses bergantung pada jumlah DNA di dalam inti dan struktur organisasi kromosom. Secara umum, jauh lebih lama dibandingkan dengan mitosis.

By the way, salah satu alasan utama untuk keragaman spesies yang signifikan adalah meiosis. Kumpulan kromosom sebagai akibat dari pembagian reduksi dibagi dua, sehingga kombinasi gen baru muncul, yang pertama-tama berpotensi meningkatkan kemampuan beradaptasi dan adaptasi organisme, yang pada akhirnya menerima beberapa atribut dan kualitas tertentu.

Fase meiosis

Seperti telah disebutkan, pembagian sel reduksi secara kondisional terbagi menjadi dua tahap. Masing-masing tahap ini dibagi oleh yang lain 4. Dan fase pertama meiosis - prophase I, pada gilirannya, terbagi menjadi 5 tahap terpisah. Seiring studi proses ini berlanjut, yang lain dapat diidentifikasi kemudian. Sekarang fase meiosis berikut dibedakan:

Tabel 2

Nama panggung Fitur
Divisi pertama (reduksi)

Prophase I

Leptoten Dengan cara lain, tahap ini disebut tahap filamen tipis. Kromosom terlihat seperti bola kusut di mikroskop. Terkadang, proleptotene diekskresikan saat senar individu masih sulit dilihat.
Zygotene Tahap untaian konfluen. Homolog, yaitu, serupa dengan morfologi dan genetika, pasangan kromosom bergabung. Dalam proses fusi, yaitu konjugasi, bivalen atau tetrads terbentuk. Ini adalah bagaimana kompleks pasangan kromosom yang cukup stabil.
Pachytena Tahap filamen tebal. Pada tahap ini, kromosom spiral dan replikasi DNA selesai, chiasms terbentuk - titik kontak dari masing-masing bagian kromosom - kromatid. Ada proses persimpangan. Kromosom silang dan berbagi beberapa bagian informasi genetik.
Diploten Juga disebut tahap filamen ganda. Kromosom homolog dalam bivalen saling tolak dan tetap terhubung hanya di chiasmata.
Diakinesis Pada tahap ini bivalen menyimpang di pinggiran nukleus.
Metafase I Cangkang inti hancur, poros fisi terbentuk. Bivalen bergerak ke bagian tengah sel dan berbaris di sepanjang bidang ekuator.
Anafase I Bivalen hancur, setelah itu setiap kromosom dari pasangan bergerak ke kutub terdekat sel. Pemisahan ke kromatid tidak terjadi.
Telofase I Proses ketidaksesuaian kromosom selesai. Pembentukan inti individu sel putri terjadi, masing-masing dengan haploid. Kromosom dibongkar, sebuah amplop nuklir terbentuk. Terkadang ada sitokinesis, yaitu pembagian sel tubuh itu sendiri.
Divisi kedua (equational)
Prophase II Ada kondensasi kromosom, pusat sel terbagi. Amplop nuklir hancur. Sebuah spindle fisi, tegak lurus dengan yang pertama, bentuk.
Metafase II Di masing-masing sel anak, kromosom berbaris di sepanjang garis khatulistiwa. Masing-masing terdiri dari dua kromatid.
Anafase II Setiap kromosom dibagi menjadi kromatid. Bagian-bagian ini menyimpang ke kutub yang berlawanan.
Telophase II Kromosom single-chromatin yang dihasilkan terdistorsi. Sebuah amplop nuklir terbentuk.

Jadi, jelas bahwa fase divisi meiosis jauh lebih sulit daripada proses mitosis. Tapi, seperti yang sudah disebutkan, ini tidak mengurangi peran biologis divisi tidak langsung, karena mereka memiliki fungsi yang berbeda.

By the way, meiosis dan tahapan-tahapannya yang diamati di beberapa yang paling sederhana. Namun, biasanya hanya melibatkan satu divisi. Hal ini diasumsikan bahwa seperti bentuk-satu tahap kemudian berkembang menjadi modern, dua langkah.

Perbedaan dan persamaan antara mitosis dan meiosis

Pada pandangan pertama tampaknya bahwa perbedaan antara dua proses yang jelas, karena mereka adalah mekanisme yang sama sekali berbeda. Namun, analisis lebih dalam menunjukkan bahwa perbedaan mitosis dan meiosis tidak begitu global, mereka akhirnya mengarah pada pembentukan sel-sel baru.

Pertama-tama perlu untuk berbicara tentang apa yang ada di umum antara mekanisme ini. Bahkan hanya dua pertandingan: di urutan fase yang sama, serta yang sebelum divisi terjadi kedua jenis replikasi DNA. Meskipun dalam hal meiosis profase I sebelum proses ini tidak sepenuhnya selesai, berakhir pada salah satu substages pertama. Sebuah urutan fase, meskipun mirip dengan, tetapi, pada kenyataannya, yang terjadi di acara mereka tidak sepenuhnya bertepatan. Jadi mitosis kesamaan dan meiosis tidak begitu banyak.

Perbedaan yang jauh lebih besar. Pertama-tama, mitosis terjadi pada sel somatik, sedangkan meiosis terhubung erat dengan pembentukan gamet dan sporogenesis. Tahapan proses sendiri tidak sepenuhnya bertepatan. Sebagai contoh, crossing-over di mitosis terjadi selama interfase, dan kemudian tidak selalu. Dalam kasus kedua, bagaimanapun, proses ini harus anafase dari meiosis. rekombinasi gen di divisi tidak langsung biasanya tidak dilakukan, yang berarti bahwa itu tidak memainkan peran apa pun dalam perkembangan evolusi organisme dan pemeliharaan keanekaragaman intra-spesies. Jumlah menghasilkan sel mitosis - dua, dan mereka secara genetik identik dengan rasa ibu, dan memiliki satu set diploid kromosom. Selama meiosis berbeda. Hasil meiosis - 4 sel haploid, yang berbeda dari orang tua. Selanjutnya, kedua mekanisme bervariasi panjangnya, dan hal itu berkaitan tidak hanya dengan perbedaan jumlah langkah divisi, tetapi juga durasi setiap tahap. Sebagai contoh, profase pertama meiosis berlangsung lebih lama, karena saat ini ada sinapsis dan menyeberang. Itulah mengapa dibagi lagi menjadi beberapa tahap.

kesamaan keseluruhan mitosis dan meiosis cukup kecil dibandingkan dengan perbedaan mereka dari satu sama lain. Membingungkan proses ini hampir mustahil. Jadi sekarang bahkan lebih terkejut bahwa pembagian pengurangan sebelumnya telah dianggap sebagai bentuk mitosis.

Konsekuensi dari meiosis

Seperti telah disebutkan, setelah proses meiosis daripada sel ibu dengan kromosom diploid menetapkan empat bentuk haploid. Dan jika kita berbicara tentang perbedaan mitosis dan meiosis - ini adalah yang paling signifikan. Pemulihan jumlah yang diperlukan, dalam kasus sel germinal terjadi setelah pembuahan. Jadi, dengan setiap generasi baru tidak terjadi dan melipatgandakan jumlah kromosom.

Selanjutnya, selama rekombinasi meiosis terjadi gen. Dalam proses reproduksi, ini mengarah ke pemeliharaan keanekaragaman intra-spesies. Jadi fakta bahwa bahkan saudara-saudara kadang-kadang sangat berbeda satu sama lain - adalah hasil dari meiosis.

By the way, sterilitas hibrida tertentu dalam dunia hewan - juga masalah pembelahan reduksi. Fakta bahwa kromosom dari orang tua milik spesies yang berbeda tidak dapat masuk ke dalam konjugasi dan karenanya, pembentukan bermutu tinggi layak sel germinal tidak mungkin. Oleh karena itu, meiosis merupakan dasar dari perkembangan evolusi dari hewan, tumbuhan dan organisme lain.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 delachieve.com. Theme powered by WordPress.