Upload
buikhanh
View
235
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DIOBA STANICE
Sve stanice višestaničnog organizma nastaju
tokom rasta i razvoja mnogobrojnim uzastopnim
diobama
Kod odraslih organizama, stanice većine tkiva
dijele se kako bi se tkiva obnavljala.
Zarastanje rane primjer je procesa u kojem stanična
dioba igra vrlo važnu ulogu.
I jednostanični organizmi ulaze u proces stanične
diobe u cilju očuvanja vrste. 2
Tokom stanične diobe iz jedne ishodišne stanice (stanice majke) nastaju dvije nove stanice (stanice kćeri).
Prije početka same diobe u stanici majci mora doći do udvostručenja nasljednog materijala, odnosno replikacije DNA .
Nakon toga stanica majka sadržava dvostruku količinu nasljednog materijala, pa se on mora proporcionalno podijeliti u dvije stanice kćeri.
Svi stanični organeli i strukture moraju se također udvostručiti i rasporediti kako bi dvije stanice kćeri nastale diobom sadržavale odgovarajuću količinu staničnih organela i staničnih dijelova, slično stanici majci čijom su diobom nastale.
3
Postoje razlike u procesu stanične diobe kod prokariota i eukariota
Prokarioti Proces stanične diobe kod većine prokariota zove se
binarno cijepanje ili binarna dioba. Radi se o procesu nespolnog razmožavanja podjelom ishodišne stanice majke u dvije nove stanice kćeri od kojih svaka sadrži kopiju genskog materijala stanice majke.
Nasljedna informacija prokariota pohranjena je najčešće u obliku kružne molekule DNA (nukleoid) koja nije obavijena membranom u zasebni organel, kao kod eukariota (u prokariotskoj stanici nisu prisutni organeli).
Postoji samo jedna kopija nasljednog materijala kojem je za replikaciju dovoljno jedno ishodište replikacije.
4
Eukarioti
Stanice jednostaničnih i višestaničnih eukariota imaju složeniju građu, pa tako i složeniji proces diobe.
Dioba, odnosno mitotička faza, dio je procesa ukupnog staničnog ciklusa, slijeda staničnih događaja koji rezultiraju diobom stanice, i ne događa se izdvojeno od njega. 5
Diobom postojećih stanica nastaju nove stanice u
tijelu
U organizmu koji raste stanice se najintenzivnije
množe, pa se tako povećava ukupna masa tijela
Diobom stanica nadoknađuju se istrošene stanice u
odraslom organizmu
Postoji nekoliko vrsta diobe stanice
Mitoza
Mejoza
Amitoza
Endomitoza
6
Stanični ciklus je život stanice između dvije diobe, pri čemu
je jedna dioba uključena u ciklus.
Promjene jezgre i citoplazme vidljive su pod mikroskopom, dok
se replikacija DNA i cijepanje kromosoma ne mogu vidjeti pod
mikroskopom, a odvijaju se prije početka profaze u fazi
prividnog mirovanja, interfaza.
Prema tome stanični ciklus se sastoji od dvije faze – interfaze i
faze diobe.
Interfaza obuhvata period u toku koga se stanica priprema za
diobu.
Prije diobe stanica mora da udvostruči svoju masu, da bi sve svoje
dijelove podjednako podijelila između kćerki-stanica.
7
Interfaza [lat. inter = između] je period između dvije diobe.
Ona je najduža faza u životu stanice zato što se za vrijeme te
faze obavljaju obimne pripreme za diobu.
Dijeli se na tri faze –
Postmitotička [G1],
Sintetička [S],
Postintetička [G2].
8
G1 faza slijedi odmah nakon mitotičke faze. G potječe od engleske riječi gap
u toj fazi odvija se niz procesa bez kojih bi svaka sljedeća faza staničnog ciklusa bila nemoguća
Tokom G1 faze dolazi do sinteze novih proteina, ribosoma, mitohondrija, endoplazmatskog retikuluma i drugih dijelova stanice, a isto tako dolazi do sinteze svih enzima potrebnih za sljedeću fazu interfaze, S fazu, odnosno fazu sinteze DNA.
U G1 se fazi provjerava da li su zadovoljeni svi uslovi za prelazak u sljedeću fazu –S fazu (postignuta određena veličina stanice, sinteza svih potrebnih tvari u
stanici, udvostručavanje organela i uspješnost prethodne stanične diobe, ali i da li postoji poticaj/inhibicija vanjskim faktorima).
Vremensko trajanje G1 faze zavisi o mnogim faktorima: vrsti stanica koje se trebaju dijeliti,
njihovoj ulozi u organizmu,
o uslovima u okolini itd.
Ljudske stanice koje se učestalo dijele (svakih 24 sata) provedu u ovoj fazi u prosjeku 9 sati. U slučaju da ne postoji vanjski poticaj ili nisu zadovoljeni neki od uslova za ulazak u sljedeću fazu, stanica može ući u posebnu fazu mirovanja nazvanu G0.
9
U ključnoj, S fazi, obavlja se replikacija DNA kojom se molekuli DNA
dupliraju [od jednog molekula nastanu dva potpuno identična molekula DNA].
Dvije molekule DNA unutar dvostrukog kromosoma su identične jer su
nastale semikonzervativnom replikacijom i stoga se nazivaju sestrinskim
kromatidama. One se drže zajedno u regiji koju nazivamo centromera.
Tako stanica u G2 fazi ima duplo veću količinu DNA nego u G1 fazi. U toj se
fazi vrši intenzivna sinteza proteina potrebnih za diobu, tj. mitotičku
fazu. Izostankom te faze ne dolazi ni do mitoze.
U sklopu pripreme za mitozu, provjerava se uspješnost replikacije DNA. U
slučaju neuspjele replikacije (primjerice, uslijed oštećenja DNA), problem se
pokušava riješiti, a ako to nije moguće stanica ne ulazi u staničnu diobu.
U interfazi se kao najznačajniji proces, pored replikacije, vrši i rast ćelije. Da bi
ćelija ušla u diobu ona prvo mora da poraste i da duplira količinu DNA. 10
MITOZA
grčki; mitos –nit
Indirektna dioba
Udvostručenje nasljedne osnove, koja se podjednako
raspoređuje u obe nove stanice.
Pri tome dolazi do uzdužnog cijepanja svakog
kromosoma na dvije jednake polovine (kromatide).
Dolazi do spiralizacije kromosoma (koji postaju
vidljivi pod mikroskopom kao nitaste ili štapičaste
tvorbe).
11
MITOZA
Kćerke ćelije dobijaju međusobno jednak broj hromozoma
[obe su diploidne] i jednaku količinu DNA, a
istovremeno imaju i jednak broj hromozoma kao majka-
ćelija [2n] od koje su nastale.
Odvija se u četiri faze
Profaza
Metafaza
Anafaza
Telofaza
12
Tokom mitoze odvijaju se i još dva procesa
1. podjela jezgre (kariokineza; grč. karyo – jezgra, kinesis –
kretanje)
2. podjela citoplazme (citokineza)
Stanični ciklus ima različito vrijeme trajanja kod
različitih stanica [kod bakterija najčešće traje 20 min, a
različitih ljudskih i životinjskih stanica od 16 - 25 sati].
13
PROFAZA
Kromosomi se spiraliziraju i kondenzuju pa
postaju vidljivi pod mikroskopom.
Centrosom se podjeli i oko njega se
javljaju mikrotubuli u obliku sfere.
Centrosomi se razmiču tako dugo dok ne dospiju
na suprotne polove stanice.
Nukleol i jezgrina ovojnica isčezavaju, pa
kromosomi leže slobodno u citoplazmi.
14
METAFAZA
Kromosomi se pravilno rasporede u sredini stanice (ekvatorijalna ploča). Svaki je od njih vezan s obje strane teznim nitima.
Ova faza je kratka i u njoj su kromosomi vrlo dobro vidljivi pa je ovo najpogodnija faza za analizu
Oba centrosoma zajedno s teznim nitima i kromosomima čine diobeno vreteno.
Pri kraju metafaze se vidi da je svaki hromosom uzdužno pocjepan na dvije jednake polovice (kromatide), pa je prema tome ukupan broj kromosoma udvostručen. 15
ANAFAZA
Kromatide se razmiču prema suprotnim polovima stanice i postaju kromosomi novih stanica
Za kretanje kromatida ka polovima potroši se nekoliko molekula ATP-a. Od svakog kromozoma jedna kromatida odlazi na jedan, a druga na drugi pol stanice.
U ekvatorijalnoj ravni na površini stanice se javlja plitka brazda kao znak da je počela dioba citoplazme, što se predstavlja kao suženje u ekvatorijalnoj ravni, kao rezultat kontrakcije mikrofilamenata koji su vezani za staničnu membranu.
16
TELOFAZA
Kromosomi se opet despiraliziraju pa više nisu
vidljivi.
Javlja se nukleol i jezgrina ovojnica.
Citoplazma se potpuno podijeli pa tako konačno
nastaju dvije nove stanice.
Svaka nova stanica ima jednak broj kromosoma i
jednake gene kao i stanica od koje su nastale.
Citoplazmatske organele i paraplazmatske tvari
rasporede se u nove stanice prema svome
položaju u stanici koja se dijeli.
17
Svaka somatska stanica u čovječijem tijelu ima
46 kromosoma ili 23 para homolognih
kromosoma (diploidni broj, 2n) i to 44 autosoma i
2 heterosoma (spolni kromosomi X i Y).
Povećan ili smanjen broj kromosoma može biti
povezan sa teškim anomalijama u organizmu.
Sve četiri faze mitoze čini tzv. mitotički ciklus.
18
Najduže traju profaza i telofaza, dok je anafaza
najkraća. Novonastale stanice se mogu dijeliti
tek nakon najmanje 10 sati.
U malignim tumorima, česte su atipične mitoze.
Sljepljivanje i nejednaka podjela kromosoma
(asimetična mitoza), ili grupisanje kromosoma oko tri
ili više polova (pluripolarna mitoza).
19
MEJOZA
Organizmi koji se spolno razmnožavaju stvaraju spolne
stanice – gamete.
Gamete (spermiji i jajna stanica) imaju polovičan
(haploidan) broj kromosoma (n).
Oplodnjom jajne stanice nastaje zigota koja je
diploidna (2n) tj. ima dvostruku kromosomsku
garnituru.
Broj kromosoma neke vrste je stalan.
Do smanjenja (redukcije) broja kromosoma dolazi
tokom mejoze.
20
Mejozom nastaju stanice s novom kombinacijom
gena. Zahvaljujući spolnom razmnožavanju
potomci su različiti od roditelja.
Mejoza omogućava konstantnost broja
kromosoma svake vrste i osigurava genetičku
raznolikost (varijabilnost) organizama iste vrste.
21
MEJOZA
Mejoza je stanična dioba u kojoj se broj
kromosoma u novonastalim stanicama reducira
na polovinu u odnosu na stanicu majku -
redukcijska dioba.
Grčki meiosis – smanjenje
Redukcijska dioba koja se odvija tokom
sazrijevanja spolnih stanica.
Odvija se u dvije faze, prva i druga dioba.
22
Nakon prve diobe jezgra svaka stanica kćeri na
izgled ima polovicu broja homolognih kromosoma,
ali je sadržaj još diploidan, a tek nakon druge
diobe dolazi do polovičnog sastava i u pogledu
DNA.
Životinje
Životinjski je organizam diploidan, a samo su
gamete haploidne.
23
MITOZA
jedna dioba
produkti: dvije
identične stanice
važna je za somatske
stanice, tj. obnavljanje
tkiva
MEJOZA
dvije diobe
produkti: četiri različite
i haploidne stanice
važna je za razvoj
gameta
važna je za biološku
raznolikost
24
AMITOZA
Grčki a – bez, mitos – nit
Direktna dioba je dioba jezgre bez prethodnih
vidljivih promjena karakterističnih za mitozu.
Ne javljaju se vidljivi kromosomi, a redovno
izostaje i podjela citoplazme.
Kao rezultat amitoze često nastaju stanice sa
dvije ili više jezgara.
Javlja se u visoko diferenciranim stanicama
(jetra, bubrezi) pa se smatra da je njena svrha
umnožavanje genetskog materijala stanice bez
prekidanja njene specifične funkcije zbog diobe
stanice. 25
ENDOMITOZA
Grčki endon – unutar
Cjepanje kromosoma na kromatide bez
prethodnog razdavajanja.
Kao rezultat nastaje četverostruki ili višestruki
broj kromosoma unutar nepodijeljene jezgre.
Ovakve stanice se nalaze u jetri
26
RAST STANICE
jedno od osnovnih svojstava žive stanice.
Stvarni rast predstavlja povećanje mase žive tvari u
stanici biosintezom bjelančevina i ostalih sastojaka
stanice iz hemijski jednostavnih tvari npr.
aminokiselna.
Nakon svake mitotičke diobe stanice, novonastale
stanice rastu sve dok ne dosegnu veličinu svojstvenu
pojedinoj vrsti.
27
Rast pojedinih stanica može se zasnivati na
različitim principima
1. rast organa usljed povećanja broja stanica
mitotičkom diobom – numerički rast ili hiperplazija
2. rast usljed povećanja mase odnosno volumena
pojedinih stanica bez povećanja njihovog broja –
hipertrofija.
Obrnut proces hipertrofiji je atrofija –
smanjenje organa ili tkiva usljed smanjenja
volumena pojedinih stanica. 28
PROPADANJE STANICE
Nadoknađivanje propalih stanica hiperplazijom
preostalih stanica – regeneracija.
Sposobnost regeneracije imaju samo oni organi
odraslog organizma u kojima su stanice zadržale
sposobnost diobe.
Najveći dio stanica u tijelu neprestano se
obnavlja.
Jedino se živčanim stanicama, skeletnim i srčanim
mišićnim vlaknima vijek trajanja poklapa sa
trajanjem života cijeloga organizma.
29
PROPADANJE STANICE
Sve ostale stanice imaju ograničen vijek trajanja, od
nekoliko dana do nekoliko mjeseci.
Eritrociti žive 100-120 dana, epitelne stanice crijeva svega
2 dana.
Ovo fiziološko trošenje stanica nadoknađuje se
mitotičkim diobama matičnih stanica pa se tako
ukupan broj stanica u organizmu održava na stalnoj
razini.
30
Sljedeće predavanje
Acidobazna ravnoteža
Minerale tvari u organizmu
... 31