Mitos

Mitos ( annan grekisk μίτος  "tråd") är en indirekt celldelning , den vanligaste metoden för reproduktion av eukaryota celler . Den biologiska betydelsen av mitos ligger i den strikt identiska fördelningen av kromosomer mellan dotterkärnor , vilket säkerställer bildandet av genetiskt identiska dotterceller och bevarar kontinuiteten i ett antal cellgenerationer [1] .

Mitos är en av de grundläggande processerna för ontogenes (livet för en enskild organism). Mitotisk delning säkerställer tillväxten av flercelliga eukaryoter genom att öka vävnadscellpopulationerna . I växter , som ett resultat av mitotisk celldelning av utbildningsvävnader ( meristemer ), ökar antalet vävnadsceller. Fragmenteringen av ett befruktat ägg och tillväxten av de flesta vävnader hos djur sker också genom mitotiska delningar [2] .

På basis av morfologiska egenskaper är mitos konventionellt uppdelad i stadier: profas , prometafas , metafas , anafas , telofas .

Den genomsnittliga varaktigheten av mitos är 1−2 timmar [1] [3] . Mitos av djurceller, som regel, varar 30-60 minuter, och växter - 2-3 timmar [4] . Under 70 år utförs totalt cirka 10 14 celldelningar i människokroppen [5] .

Mitos förekommer endast i eukaryota (kärn)celler. Celler av prokaryoter (icke-nukleära) delar sig på ett annat, binärt sätt. Mitos är olika för olika organismer [6] . Så till exempel är processen för djurceller "öppen", och för svampceller är den "stängd" (där kromosomerna delar sig i hela cellkärnan) [7] . Hos människor produceras alla celler utom gameter genom mitos. Gameter produceras av meios .

Forskningens historia

De första beskrivningarna av faserna av mitos och fastställandet av deras sekvens gjordes på 1870-1880-talet. I slutet av 1870-talet och  början av 1880-talet myntade den tyske histologen Walter Flemming termen "mitos" för att hänvisa till processen med indirekt celldelning [8] .

De första ofullständiga beskrivningarna om beteendet och förändringarna av kärnor i delande celler finns i forskares verk i början av 1870 -talet . I den ryske botanikern Edmund Russovs arbete , daterat 1872 , beskrivs och avbildas metafas- och anafasplattor, bestående av individuella kromosomer , tydligt [9] . Ett år senare, den tyske zoologen Anton Schneider ännu tydligare och konsekvent, men, naturligtvis, inte riktigt fullt beskrev mitotisk uppdelning med hjälp av exemplet att krossa Mesostoma ehrenbergii ägg.[10] . I hans arbete beskrivs och illustreras i huvudsak huvudfaserna av mitos i rätt sekvens: profas, metafas, anafas (tidigt och sent). År 1874 observerade Moskva-botanikern I. D. Chistyakov också individuella faser av celldelning i sporerna av klubbmossor och åkerfräken . Trots de första framgångarna lyckades varken Russov, Schneider eller Chistyakov ge en tydlig och konsekvent beskrivning av mitotisk division [11] .

År 1875 publicerades artiklar som innehöll mer detaljerade beskrivningar av mitoser. Otto Buechli gav en beskrivning av de cytologiska mönstren i de krossande äggen hos rundmaskar och blötdjur och i insekters spermatogena celler. Eduard Strasburger undersökte mitotisk delning i cellerna hos grönalgen spirogyra , i modercellerna hos lökpollen och i modersporcellerna hos klubbmossan. Med hänvisning till Otto Buechlis arbete och baserat på sin egen forskning, uppmärksammade Eduard Strasburger enheten i celldelningsprocesser i växt- och djurceller [12] .

I slutet av 1878  - början av 1879, detaljerade arbeten av V. Schleicher (om uppdelningen av amfibiebroskceller ), V. Flemming (om reproduktion av celler i olika vävnader av salamander och dess larver) och P. I. Peremezhko (om celldelning i epidermis hos vattensalamanderlarver ) uppträdde. ). I sitt arbete 1879 föreslog Schleicher termen "karyokinesis" för att hänvisa till de komplexa processerna för celldelning, vilket innebär rörelsen av kärnans beståndsdelar [13] . Walter Flemming var den första som introducerade termen "mitos" för att hänvisa till indirekt celldelning, som senare blev allmänt accepterad [8] . Flemming äger också den slutliga formuleringen av definitionen av mitos som en cyklisk process, som kulminerar i separationen av kromosomer mellan dotterceller [14] .

• Celldelning enligt E. Russov (1872)

• Celldelning enligt E. Strasburger (1875)

• Celldelning enligt W. Flemming (1882)

• Celldelning enligt E. B. Wilson (1900)

År 1880 etablerade O. V. Baranetsky kromosomernas spiralformade struktur. Under loppet av ytterligare forskning utvecklades idéer om spiralisering och despiralisering av kromosomer under den mitotiska cykeln [14] . I början av 1900 - talet identifierades kromosomer som bärare av ärftlig information, vilket senare förklarade den biologiska rollen av mitos, som består i bildandet av genetiskt identiska dotterceller.

På 1970-talet började dechiffreringen och den detaljerade studien av regulatorerna för mitotisk division [15] , tack vare en serie experiment på fusion av celler i olika stadier av cellcykeln . I dessa experiment, när en cell i M-fasen kombinerades med en cell i något av stadierna av interfas ( G1 , S eller G2 ) , övergick interfascellerna till mitotiskt tillstånd (kromosomkondensering började och kärnmembranet sönderdelade ) [16] . Som ett resultat drogs slutsatsen att cytoplasman i en mitotisk cell innehåller en faktor (eller faktorer) som stimulerar mitos [17] , eller, med andra ord, en M-stimulerande faktor(MSF, från engelska  M-phase-promoting factor, MPF ) [18] .

För första gången upptäcktes den "mitosstimulerande faktorn" i mogna obefruktade ägg från den klövade grodan , som befinner sig i M-fasen av cellcykeln. Cytoplasman hos ett sådant ägg, som injicerades i oocyten , ledde till en för tidig övergång till M-fasen och till början av mognad av oocyten (inledningsvis betydde minskningen av MPF Mognadsfrämjande faktor, vilket översätts som "mognadsfaktor"). Under loppet av ytterligare experiment fastställdes den universella betydelsen och samtidigt en hög grad av konservatism av den "mitosstimulerande faktorn": extrakt framställda från mitotiska celler från en mängd olika organismer ( däggdjur , sjöborrar , blötdjur) , jäst ), när den introducerades i groda med klor, omvandlade de dem till M-fas [19] .

Efterföljande studier avslöjade att den mitosstimulerande faktorn är ett heterodimert komplex bestående av cyklinproteinet och ett cyklinberoende proteinkinas . Cyklin är ett regulatoriskt protein och finns i alla eukaryoter . Dess koncentration ökar med jämna mellanrum under cellcykeln och når ett maximum i mitosens metafas. Med början av anafas observeras en kraftig minskning av koncentrationen av cyklin, på grund av dess klyvning med hjälp av komplexa proteinproteolytiska komplex - proteasomer . Cyklinberoende proteinkinas är ett enzym ( fosforylas ) som modifierar proteiner genom att överföra en fosfatgrupp från ATP till aminosyrorna serin och treonin . Sålunda, med inrättandet av rollen och strukturen för huvudregulatorn för mitotisk division, började studier av de subtila regleringsmekanismerna för mitos, som fortsätter till denna dag.

Celldelningsapparat

Uppdelningen av alla eukaryota celler är förknippad med bildandet av en speciell apparat för celldelning. En aktiv roll i mitotisk celldelning tilldelas ofta cytoskelettstrukturer . Universal för både djur- och växtceller är den bipolära mitotiska spindeln , som består av mikrotubuli och deras associerade proteiner [20] . Delningsspindeln ger en strikt identisk fördelning av kromosomer mellan delningspolerna, i den region där dottercellernas kärnor bildas i telofasen.

En annan lika viktig struktur i cytoskelettet är ansvarig för uppdelningen av cytoplasman ( cytokinesis ) och, som ett resultat, för distributionen av cellorganeller . I djurceller är en kontraktil ring av aktin- och myosinfilament ansvarig för cytokinesen . I de flesta celler av högre växter , på grund av närvaron av en stel cellvägg , fortsätter cytokinesen med bildandet av en cellplatta i planet mellan två dotterceller. Samtidigt bestäms området för bildandet av en ny cellsepta i förväg av ett preprofasbälte av aktinmikrofilament , och eftersom aktin också är involverat i bildandet av cellsepta i svampar , är det möjligt att det styr cytokinesen i alla eukaryoter [21] .

Spindel av fission

Bildandet av fissionsspindeln börjar i profas. Polära kroppar (poler) av spindeln och kinetokorer av kromosomer deltar i dess bildande, som båda interagerar med mikrotubuli  - biopolymerer som består av tubulinsubenheter . Det huvudsakliga centret för mikrotubuliorganisation (MCT) i många eukaryota celler är centrosomen  , en ansamling av amorft fibrillärt material, och i de flesta djurceller inkluderar centrosomer också par av centrioler [23] . Under interfas initierar COMT, vanligtvis nära cellkärnan, tillväxten av mikrotubuli som divergerar mot cellperimetern och bildar cytoskelettet . I S-fasen fördubblas centrosomens material, och i mitosprofasen börjar divergensen av dottercentrosomerna. Från dem "växer" i sin tur mikrotubuli, som förlängs tills de kommer i kontakt med varandra, varefter centrosomerna divergerar. Sedan, i prometafas, efter förstörelsen av kärnmembranet, tränger mikrotubuli in i cellkärnan och interagerar med kromosomerna. De två dottercentrosomerna kallas nu spindelpoler [24] .

Enligt morfologin särskiljs två typer av mitotisk spindel: astral (eller konvergent) och anastral (divergent) [~ 1] [26] .

Den astrala typen av mitotisk figur, karakteristisk för djurceller, kännetecknas av små zoner vid spindelns poler, där mikrotubuli konvergerar (konvergerar). Ofta innehåller centrosomer som ligger vid astralspindelns poler centrioler . Från divisionspolerna divergerar också radiella mikrotubuli i alla riktningar, som inte är en del av spindeln, utan bildar stellazoner - citaster.

Den anastriska typen av den mitotiska figuren kännetecknas av breda polära områden av spindeln, de så kallade polära locken, som inte inkluderar centrioler. Samtidigt divergerar mikrotubuli i en bred front (divergerar) från hela zonen av polära mössor. Denna typ av mitotisk figur kännetecknas också av frånvaron av citaster. Den anastrala typen av den mitotiska spindeln är mest karakteristisk för delande celler från högre växter, även om det ibland observeras i vissa djurceller.

Mikrotubuli

Mikrotubuli är dynamiska strukturer som tar en aktiv del i konstruktionen av fissionsspindeln under mitos. Kemiskt är de biopolymerer , sammansatta av tubulinproteinsubenheter . Antalet mikrotubuli i cellerna hos olika organismer kan variera avsevärt. I metafasen kan delningsspindeln i cellerna hos högre djur och växter innehålla upp till flera tusen mikrotubuli, medan det i vissa svampar bara finns omkring 40 av dem [24] .

Mitotiska spindelmikrotubuli är "dynamiskt instabila". Deras "positiva" eller "plus" ändar, divergerande i alla riktningar från centrosomer, ändras abrupt från enhetlig tillväxt till snabb förkortning, där hela mikrotubuli ofta depolymeriserar. Enligt dessa data förklaras bildandet av den mitotiska spindeln av den selektiva (selektiva) stabiliseringen av mikrotubuli som interagerar i cellens ekvatorialregion med kromosomkinetokorer och med mikrotubuli som kommer från den motsatta divisionspolen. Denna modell förklarar den karakteristiska bipolära figuren hos den mitotiska spindeln [24] .

Centromerer och kinetokorer

Centromerer  är specialiserade DNA- sekvenser som krävs för att binda till spindelmikrotubuli och för efterföljande kromosomsegregering. Beroende på lokaliseringen särskiljs flera typer av centromerer. Holocentriska centromerer kännetecknas av bildandet av anslutningar med spindelmikrotubuli längs hela kromosomens längd (vissa insekter , nematoder , vissa växter ). I motsats till holocentriska tjänar monocentriska centromerer till att kommunicera med mikrotubuli i en enda region av kromosomen [26] .

Kromosomkinetokorer är vanligtvis belägna i den centromeriska regionen - komplexa proteinkomplex, morfologiskt mycket lika i struktur för olika grupper av eukaryoter, såsom till exempel för kiselalger och för människor [27] . Vanligtvis finns det en kinetokor för varje kromatid (kromosom). På elektronmikrofotografier uppträder kinetokoren vanligtvis som en lamellär treskiktsstruktur [28] . Ordningen på skikten är följande: det inre täta skiktet intill kromosomkroppen; mellanlager; det yttre täta lagret, från vilket många fibriller utgår , bildar den sk. fibrös krona av kinetochore.

Kinetochores huvudfunktioner inkluderar: fixering av spindelmikrotubuli, säkerställande av rörelse av kromosomer under mitos med deltagande av mikrotubuli, bindning av systerkromatider och reglering av deras efterföljande separation i mitosanafas [29] . Åtminstone en mikrotubuli (till exempel för jäst ) associerad med kinetochore är tillräckligt för att säkerställa rörelsen av kromosomen. Hela buntar som består av 20–40 mikrotubuli kan emellertid associeras med en kinetochore (till exempel i högre växter eller människor ) för att säkerställa divergensen av kromosomer till cellens poler [28] [29] .

Varaktigheten av mitos

Själva mitosen går ofta relativt snabbt. Den genomsnittliga varaktigheten är 1-2 timmar, [1] [3] vilket bara tar cirka 10 % av cellcykeltiden. Till exempel, i delande celler av rotmeristemet är interfasen 16-30 timmar, medan mitos bara varar 1-3 timmar. För tarmepitelceller från mus är interfasperioden cirka 20-22 timmar och mitosen varar i 1 timme. [30] I djurceller går mitos vanligtvis snabbare och varar i genomsnitt 30-60 minuter, medan i växtceller är den genomsnittliga varaktigheten av mitos 2-3 timmar. [4] Det finns kända undantag med motsatta indikatorer. Till exempel, i djurceller, kan varaktigheten av mitos nå 3,8 timmar ( mus epidermis ). Eller så finns det växtobjekt med en mitoslängd på 5 minuter ( Chilomonas ). [31] Mitos fortskrider mest intensivt i embryonala celler (10-40 minuter vid krossning av ägg ).

Varaktigheten av mitos beror på ett antal faktorer: storleken på den delande cellen, dess ploidi och antalet kärnor . Frekvensen av celldelningar beror också på graden av celldifferentiering och de specifika funktionerna som utförs. Således delar sig inte nervceller eller mänskliga skelettmuskelceller alls; leverceller delar sig vanligtvis en gång vart eller vartannat år, och vissa tarmepitelceller delar sig mer än två gånger om dagen. [32]

Celldelningshastigheten beror också på miljöförhållandena, i synnerhet på temperaturen. En ökning av miljötemperaturen inom fysiologiska gränser ökar graden av mitos, vilket kan förklaras av den vanliga regelbundenhet i kinetiken för kemiska reaktioner . [33]

Faser av mitos

Den fas i cellcykeln som motsvarar celldelning kallas M-fasen (från ordet "mitos"). M-fasen är villkorligt uppdelad i sex steg, som gradvis och kontinuerligt övergår till varandra. [23] [30] De första fem - profas, prometafas (metakinesis), metafas, anafas och telofas (eller cytotomi) - utgör mitos, [~ 2] och processen för separation av cellcytoplasman, eller cytokines, som har sitt ursprung i anafas, fortsätter fram till slutförandet av den mitotiska cykeln och betraktas vanligtvis som en del av telofasen.

Varaktigheten av enskilda stadier är olika och varierar beroende på typen av vävnad, kroppens fysiologiska tillstånd och yttre faktorer. De längsta stadierna i samband med processerna för intracellulär syntes: profas (2-270 minuter) och telofas (1,5-140 minuter). De mest flyktiga faserna av mitos, under vilka rörelsen av kromosomer inträffar: metafas (0,3-175 minuter) och anafas (0,3-122 minuter). Den faktiska processen för kromosomdivergens till polerna överstiger vanligtvis inte 10 minuter. [35]

Preprophase

Preprophase är en sällan använd term [36] för att beteckna ett ytterligare stadium av växtcellmitos. Huvudhändelserna av preprofas inkluderar bildandet av en preprofasring, bildandet av en fragmosom och uppkomsten av mikrotubuluskärnbildning runt cellkärnan. Trots existensen av termen "förprofas" betraktas dessa händelser oftare som en del av G2-fasen [ 36] [37] [38] eller som en del av profas. [36] [39]

I celler rika på vakuoler , under preprofasen, bildas en fragmosom  - en av strukturerna som bestämmer planet för växtcelldelning. Fragmosomen är ett lager av cytoplasma som korsar vakuolen i celldelningsplanet. [40] Kärnan i celler med en stor central vakuol är vanligtvis belägen i periferin. Under preprophase, flyttar den till regionen av fragmosomen. Under rörelsen av kärnan dissekeras vakuolen av remsor av cytoplasma som innehåller element från cytoskelettet . Fragmosomen bildar också en mitotisk spindel. Under cytokinesen bildas en fragmoplast och en ny cellvägg i området för fragmosomen .

Samtidigt med fragmosomen bildas en preprofasring och båda strukturerna ligger i samma plan. [41] Preprofasringen är en ringformad ansamling av mikrotubuli och aktinfilament nära cellmembranet i planet för växtcelldelning. Kärnan är belägen i mitten av preprofasringen och är förbunden med den genom radiellt divergerande mikrotubuli. Utåt liknar denna struktur ett hjul med en fälg och ekrar gjorda av mikrotubuli och aktinfilament, såväl som med en kärna istället för ett nav. [41] Ringens struktur är också berikad med EPR- element och vesikler från Golgi-apparaten .

Preprofasringen bildas före mitosprofasen. Efter början av profasen depolymeriserar ringens mikrotubuli och deltar vidare i bildandet av fissionsspindeln. Funktionerna för preprofasringen är ännu inte klarlagda. Det har emellertid noterats att växtcellscytokines sker i ett plan som bestäms av positionen för preprofasringen. [36] Vid symmetrisk division bildas ringen i mitten, medan den vid asymmetrisk division bildas närmare ena änden av cellen. [41]

Prophase

Huvudhändelserna av profas inkluderar kondensationen av kromosomer i kärnan och bildandet av en fissionsspindel i cellens cytoplasma. [42] Upplösningen av kärnan i profas är en karakteristisk men valfri egenskap för alla celler. [43]

Konventionellt tas ögonblicket för förekomsten av mikroskopiskt synliga kromosomer på grund av kondensationen av intranukleärt kromatin som början av profasen . Kompaktering av kromosomer sker på grund av flernivåspiralbildning av DNA. Dessa förändringar åtföljs av en ökning av aktiviteten hos fosforylaser som modifierar histoner som är direkt involverade i DNA-sammansättning. Som ett resultat av detta minskar kromatinets transkriptionella aktivitet kraftigt , nukleolära gener inaktiveras och de flesta nukleolära proteiner dissocierar. Kondenserande systerkromatider i tidig profas förblir parade längs hela sin längd med hjälp av kohesinproteiner , men i början av prometafasen är kopplingen mellan kromatiderna bevarad endast i centromerregionen. Vid sen profas bildas mogna kinetokorer på varje centromer av systerkromatider, vilka är nödvändiga för att kromosomerna ska fästa vid spindelmikrotubuli i prometafas. [44]

Tillsammans med processerna för intranukleär kondensation av kromosomer börjar den mitotiska spindeln bildas i cytoplasman - en av huvudstrukturerna i celldelningsapparaten som är ansvarig för fördelningen av kromosomer mellan dotterceller. I bildandet av delningsspindeln i alla eukaryota celler deltar polära kroppar (centrosomer), mikrotubuli och kinetokorer av kromosomer. [26]

Med början av bildandet av den mitotiska spindeln i profas är dramatiska förändringar i mikrotubuliernas dynamiska egenskaper associerade. Halveringstiden för en genomsnittlig mikrotubuli minskar med en faktor på cirka 20 från 5 minuter (i interfas) till 15 sekunder. [24] [44] Men deras tillväxthastighet ökar med cirka 2 gånger jämfört med samma interfas mikrotubuli. [44] Polymeriserande plusändar ("+"-ändar) är "dynamiskt instabila" och övergår plötsligt från enhetlig tillväxt till snabb förkortning, vilket ofta depolymeriserar hela mikrotubuli. [24] Det är anmärkningsvärt att för att den mitotiska spindeln ska fungera korrekt krävs en viss balans mellan processerna för montering och depolymerisering av mikrotubuli, eftersom varken stabiliserade eller depolymeriserade spindelmikrotubuli kan flytta kromosomer. [~3]

Tillsammans med de observerade förändringarna i de dynamiska egenskaperna hos mikrotubulierna som utgör spindelfilamenten, bildas fissionspoler i profasen. Centrosomer replikerade i S-fasen divergerar i motsatta riktningar på grund av interaktionen mellan polmikrotubuli som växer mot varandra. Med sina minusändar ("-"-ändar) är mikrotubuli nedsänkt i den amorfa substansen av centrosomer, och polymerisationsprocesser fortsätter från plusändarna som vetter mot cellens ekvatorialplan. I det här fallet förklaras den troliga mekanismen för polseparation enligt följande: dyneinliknande proteiner orienterar de polymeriserande plusändarna av polmikrotubuli i en parallell riktning, och kinesinliknande proteiner skjuter dem i sin tur mot delningspolerna. [46]

Parallellt med kondensationen av kromosomer och bildandet av den mitotiska spindeln, under profas, sker fragmentering av det endoplasmatiska retikulumet , som bryts upp i små vakuoler , som sedan divergerar mot cellens periferi. Samtidigt tappar ribosomer kontakten med ER-membran. Cisternerna i Golgi-apparaten ändrar också sin perinukleära lokalisering och bryts upp i separata diktyosomer , fördelade i cytoplasman i ingen speciell ordning. [47]

Prometaphase

Slutet av profas och början av prometafas kännetecknas vanligtvis av sönderfallet av kärnmembranet. [42] Ett antal laminaproteiner är fosforylerade , som ett resultat av vilket kärnhöljet fragmenteras till små vakuoler och porkomplexen försvinner. [48] ​​Efter förstörelsen av kärnmembranet är kromosomerna slumpmässigt ordnade i området av kärnan. Men snart börjar de alla röra på sig.

I prometafas observeras intensiv men slumpmässig rörelse av kromosomer. Initialt driver individuella kromosomer snabbt mot den mitotiska spindelns närmaste pol med en hastighet på upp till 25 µm /min. [48] ​​Nära divisionspoler ökar sannolikheten för interaktion mellan nysyntetiserade plusändar av spindelmikrotubuli med kromosomkinetokorer. [48] ​​[49] Som ett resultat av denna interaktion stabiliseras kinetochore mikrotubuli (associerade med kinetochore) från spontan depolymerisation, och deras tillväxt säkerställer delvis avståndet för kromosomen ansluten till dem i riktningen från polen till spindelns ekvatorialplan. Å andra sidan är kromosomen omkörd av strängar av mikrotubuli som kommer från den mitotiska spindelns motsatta pol. Genom att interagera med kinetokoren deltar de också i kromosomens rörelse. Som ett resultat är systerkromatider associerade med spindelns motsatta poler. [45] Kraften som utövas av mikrotubuli från olika poler stabiliserar inte bara interaktionen mellan dessa mikrotubuli med kinetokorer, utan för så småningom varje kromosom in i metafasplattans plan . [femtio]

I däggdjursceller fortskrider prometafas som regel inom 10-20 minuter. [49] I gräshoppaneuroblaster tar detta stadium bara 4 minuter, medan det i Haemanthus endosperm och salamanderfibroblaster tar  cirka 30 minuter. [51] I jästceller är det inte möjligt att tydligt skilja mellan stadierna av profas och prometafas på grund av bevarandet av kärnhöljet under delning. På samma sätt gör partiell eller senare störning av kärnmembranet det svårt att skilja mellan profas- och prometafasstadierna i Drosophila- och C. elegans- celler . I sådana fall används den allmänna termen "profas" för att beskriva alla tidiga händelser av mitotisk division. [42]

Metafas

I slutet av prometafasen är kromosomerna belägna i spindelns ekvatorialplan (och inte hela cellen [52] ) ungefär på lika avstånd från båda divisionspolerna och bildar en metafas (ekvatorial) platta . Metafasplattans morfologi i djurceller kännetecknas som regel av ett ordnat arrangemang av kromosomer: de centromera regionerna är vända mot spindelns centrum och armarna är vända mot cellens periferi (figuren av "moderstjärnan" "). I växtceller ligger kromosomerna ofta i spindelns ekvatorialplan utan strikt ordning. [53] [54] I jästceller ligger kromosomerna inte heller i linje i ekvatorialplanet, utan är slumpmässigt ordnade längs fissionsspindelfibrerna. [42]

Metafas upptar en betydande del av mitosperioden och kännetecknas av ett relativt stabilt tillstånd. Hela denna tid hålls kromosomerna i spindelns ekvatorialplan på grund av de balanserade spänningskrafterna från kinetochore mikrotubuli, vilket gör oscillerande rörelser med en liten amplitud i metafasplattans plan. [55]

I metafas, såväl som under andra faser av mitos, fortsätter aktiv förnyelse av spindelmikrotubuli genom intensiv montering och depolymerisering av tubulinmolekyler . Trots viss stabilisering av buntar av kinetochore mikrotubuli sker en konstant sortering av interpolära mikrotubuli, vars antal i metafasen når ett maximum. [53]

I slutet av metafasen observeras en tydlig separation av systerkromatider, varvid kopplingen mellan vilka endast bevaras i de centromera regionerna. Kromatidernas armar är anordnade parallellt med varandra, och gapet som skiljer dem åt blir tydligt synligt. [53]

Anaphase

Anafas är det kortaste stadiet av mitos, som börjar med plötslig separation och efterföljande separation av systerkromatider mot motsatta poler av cellen. [56] Kromatider divergerar med en enhetlig hastighet på upp till 0,5–2 µm/min [1] [57] (0,2–5 µm/min [58] ), och de antar ofta en V-form. Deras rörelse beror på verkan av betydande krafter, uppskattade till 10–5 dyn per kromosom, vilket är 10 000 gånger större än kraften som krävs för att helt enkelt flytta kromosomen genom cytoplasman med den observerade hastigheten. [59]

Generellt består anafaskromosomsegregering av två relativt oberoende processer som kallas anafas A och anafas B.

Anafas A kännetecknas av separationen av systerkromatider till motsatta poler av celldelning. [42] Samma krafter som tidigare höll kromosomerna i metafasplattans plan är ansvariga för deras rörelse. Processen för kromatidseparation åtföljs av en förkortning av längden på depolymeriserande kinetochore mikrotubuli. Dessutom observeras deras sönderfall huvudsakligen (med 80 % [60] ) i området för kinetokorer, från sidan av plusändarna (tidigare, från början av profasen och upp till början av anafasen, sammansättningen av tubulin subenheter dominerade i plusändarna). [59] Förmodligen är depolymerisering av mikrotubuli vid kinetokorer eller i området för delningspoler en nödvändig förutsättning för systerkromatiders rörelse, eftersom deras rörelse stoppas genom tillsats av taxol eller tungt vatten (D 2 O), som har en stabiliserande effekt på mikrotubuli. Mekanismen bakom kromosomsegregeringen i anafas A är fortfarande okänd. [~4] [59]

Under anafas B divergerar själva celldelningens poler [42] och, till skillnad från anafas A, sker denna process på grund av sammansättningen av polmikrotubuli från plusändarna. De polymeriserande antiparallella gängorna på spindeln skapar, när de samverkar, delvis kraften som trycker isär polerna. Storleken på polernas relativa rörelse i detta fall, liksom graden av överlappning av polmikrotubulierna i cellens ekvatorialzon, varierar mycket hos individer av olika arter. [61] Förutom frånstötande krafter utsätts delningspolerna för dragkrafter från astrala mikrotubuli, som skapas som ett resultat av interaktion med dyneinliknande proteiner på cellens plasmamembran . [62]

Sekvensen, varaktigheten och det relativa bidraget för var och en av de två processerna som utgör anafasen kan vara extremt olika. Således, i däggdjursceller, börjar anafas B omedelbart efter början av kromatiddivergensen till motsatta poler och fortsätter tills den mitotiska spindeln är 1,5–2 gånger längre än metafasen. I vissa andra celler (till exempel jäst) börjar anafas B först efter att kromatiderna når delningspolerna. I vissa protozoer, under anafas B, förlängs spindeln 15 gånger jämfört med metafas. [56] Anafas B saknas i växtceller. [62]

Telophase

Telofas (från grekiska τέλος  - slut) betraktas som det sista stadiet av mitos; dess början tas som det ögonblick då de separerade systerkromatiderna stannar vid celldelningens motsatta poler. [62] I den tidiga telofasen sker dekondensering av kromosomer och följaktligen en ökning av deras volym. Nära de grupperade individuella kromosomerna börjar fusionen av membranvesiklar, vilket ger upphov till rekonstruktionen av kärnhöljet. Materialet för att konstruera membranen av de nybildade dotterkärnorna är fragment av det initialt sönderfallna kärnmembranet i modercellen, såväl som element i det endoplasmatiska retikulumet . [63] I detta fall binder enskilda vesiklar till kromosomernas yta och smälter samman. De yttre och inre kärnmembranen återställs gradvis, kärnskiktet och kärnporerna återställs . I processen för reparation av kärnhöljet ansluter diskreta membranvesiklar förmodligen till ytan av kromosomer utan att känna igen specifika nukleotidsekvenser , eftersom experiment har visat att reparation av kärnmembranet sker runt DNA-molekyler som lånats från vilken organism som helst, även från ett bakterievirus . [64] Inuti de nybildade cellkärnorna sprids kromatinet, RNA- syntesen återupptas och nukleolerna blir synliga .

Parallellt med processerna för bildandet av kärnorna i dotterceller i telofasen, börjar och slutar demonteringen av mikrotubuli av fissionsspindeln. Depolymerisering fortsätter i riktningen från delningspolerna till cellens ekvatorialplan, från minusändarna till plusändarna. Samtidigt förblir mikrotubuli i mitten av delningsspindeln längst, som bildar den kvarvarande Flemming-kroppen . [65]

Cytokinesis

Slutet av telofas sammanfaller huvudsakligen med uppdelningen av modercellens kropp - cytokines (cytotomi). [66] [67] Detta producerar två eller flera dotterceller. Processerna som leder till delning av cytoplasman börjar i mitten av anafasen och kan fortsätta efter slutet av telofasen. Mitos åtföljs inte alltid av delning av cytoplasman, så cytokines klassificeras inte som en separat fas av mitotisk delning och betraktas vanligtvis som en del av telofasen. [~5]

Det finns två huvudtyper av cytokines: delning genom tvärgående sammandragning av cellen (mest karakteristisk för djurceller) och delning genom bildandet av en cellplatta (typiskt för växter på grund av närvaron av en stel cellvägg ). Celldelningsplanet bestäms av den mitotiska spindelns position och löper i rät vinkel mot spindelns långa axel. [68]

Vid delning med en tvärgående sammandragning av cellen fastställs platsen för delning av cytoplasman i förväg under anafasperioden, när en kontraktil ring av aktin- och myosinfilament uppträder i metafasplattans plan under cellmembranet . I framtiden, på grund av den kontraktila ringens aktivitet, bildas en fissionsfåra, som gradvis fördjupas tills cellen är helt uppdelad. Efter avslutad cytokines sönderfaller den kontraktila ringen fullständigt, och plasmamembranet drar ihop sig runt den kvarvarande Flemming-kroppen, som består av en ansamling av rester av två grupper av polmikrotubuli tätt packade med tätt matrismaterial. [69]

Division genom bildandet av en cellplatta börjar med rörelsen av små membranbegränsade vesiklar mot cellens ekvatorialplan. Här smälter de samman och bildar en skivformad, membranomsluten struktur som kallas den tidiga cellplattan. Små vesiklar härstammar främst från Golgi-apparaten och färdas mot ekvatorialplanet längs de återstående polmikrotubulierna i fissionsspindeln och bildar en cylindrisk struktur som kallas en fragmoplast . När cellplattan expanderar flyttas mikrotubulierna från den tidiga fragmoplasten samtidigt till cellperiferin, där cellplattans tillväxt på grund av nya membranvesiklar fortsätter till dess slutliga sammansmältning med modercellens membran. Efter den slutliga separationen av dottercellerna avsätts cellulosamikrofibriller i cellplattan , vilket fullbordar bildandet av en stel cellvägg. [70]

Reglering av mitos

De huvudsakliga regleringsmekanismerna för mitos är processerna för fosforylering och proteolys [71] . Reversibla fosforylerings- och defosforyleringsreaktioner möjliggör reversibla mitotiska händelser såsom spindelsammansättning/sönderfall eller kärnhöljesupplösning/reparation. Proteolys ligger bakom de irreversibla händelserna av mitos, såsom separation av systerkromatider i anafas eller förstörelsen av mitotiska cykliner i de senare stadierna av mitos.

Kontrollpunkter

Med tanke på frågan om reglering av mitos, kan två perioder av mitotisk delning konventionellt särskiljas: från början av profas till anafas och vidare från anafas till slutet av telofas [73] . Var och en av de två märkta perioderna börjar med passagen av en cellcykelkontrollpunkt .

Den första kontrollpunkten är övergången från G 2 -fasen till M-fasen. Huvudvillkoret för att övervinna G 2 /M-kontrollpunkten är fullständig DNA-replikation : starten av mitotisk delning blockeras i de flesta eukaryoter i händelse av skada eller ofullständig DNA-replikation. Händelser från början av profas till slutet av metafas initieras och fortsätter med deltagande av proteinkomplex bestående av mitotiska cykliner och cyklinberoende kinaser ( eng.  M-Cdk ).

Den andra kontrollpunkten fungerar som en skiljebarriär vid gränsen mellan metafas och anafas. I detta skede är tillståndet för fissionsspindeln en kritisk indikator: inträde i anafas i alla eukaryoter blockeras i närvaro av spindeldefekter. En nyckelaktivator för anafashändelser är APC Cdc20 ubiquitinligas [72] .

Viktiga regulatorer av mitos

Cyklinkinaser

Cyklinkinaskomplex ( M-Cdk ) är nyckelaktivatorerna för mitos, vilket ger initieringen av profas-metafashändelser .  Dessa komplex är heterodimerer som består av två underenheter: regulatoriskt - mitotiskt cyklin ( eng. M cyklin ) och katalytiskt - cyklinberoende kinas ( eng. Cdk - cyklinberoende kinas ).   

Regleringen av mitos i alla eukaryoter involverar cyklinberoende kinas Cdk1 [75] , som är ett enzym (fosforylas) som modifierar proteiner genom att överföra fosfatgruppen från ATP till aminosyrorna serin och treonin. Koncentrationen av Cdk1 är konstant under hela cellcykeln [76] , så aktiviteten av cyklinberoende kinas under mitos beror huvudsakligen på dess association med mitotiskt cyklin. Koncentrationen av mitotiska cykliner ökar när mitosen närmar sig och når ett maximum i metafas. Olika taxa kännetecknas av olika mitotiska cykliner. Sålunda, i spirande jäst, är fyra cykliner Clb1, 2, 3 och 4 involverade i regleringen av mitos; Drosophila har cykliner A, B, B3; hos ryggradsdjur, cyklin B. [77]

Regulatorer av cyklinkinasaktivitet

Ansamling av mitotiska cykliner börjar vid G2- stadiet . En ökning av koncentrationen av cykliner tillhandahålls av transkriptionen av generna som motsvarar dem. [79] Nysyntetiserade cykliner kombineras omedelbart med det inaktiva kinaset Cdk1. Emellertid förblir cyklin-kinaskomplexen som bildas i detta fall i ett inaktivt tillstånd till ögonblicket för mitosaktivering. Hämningen av aktiviteten hos M-Cdk1-komplexen under G2- fasen beror på den hämmande fosforyleringen av Cdk1-molekylen. [80] En grupp av proteinkinaser från Wee1-familjen är ansvarig för hämningen av Cdk1. [77] [79] Som ett resultat, i början av mitos, ackumuleras en betydande mängd inaktiva M-Cdk1-komplex i cellen.

Den faktiska början av profas på molekylär nivå markeras av en skarp aktivering av M-Cdk1-kinaskomplexen. Hoppet i M-Cdk1-aktivitet är baserat på minst två relaterade händelser. Först är aktiveringen av fosfataser från Cdc25-familjen, som frisätter M-Cdk1-komplexet från hämmande fosfatgrupper, tidsinställd till början av profasen. För det andra ingår M-Cdk1-kinaserna aktiverade på detta sätt i den positiva återkopplingskedjan : genom fosforylering aktiverar de sina egna aktivatorer av Cdc25-familjen och hämmar sina egna inhibitorer av Wee1-familjen. Som ett resultat, i början av profasen, finns det en sammankopplad ökning av aktiviteten av fosfataser från Cdc25-familjen och cyklinkinaser M-Cdk1 mot bakgrund av en parallell minskning av aktiviteten hos inhibitorer av Wee1-familjen. Således är aktiveringen av mitos baserad på principen om positiv feedback. Men trots vad som redan är känt om de initierande mekanismerna för mitos, är det fortfarande oklart vilken speciell stimulans som initialt aktiverar Cdc25 eller Cdk1, vilket ger en positiv återkopplingskedja. [~6] [79] [82]

Polo- och norrskensliknande kinaser

Förutom cyklinberoende kinaser, är åtminstone ytterligare två typer av kinaser involverade i regleringen av mitotiska händelser: pololiknande kinaser och kinaser från aurorafamiljen. Polo-liknande kinaser ( eng.  polo-like kinas, Plk ) är serin-treonin-proteinkinaser som aktiveras i början och inaktiveras i de sena stadierna av mitos eller i början av G 1 -fasen . Dessa kinaser är involverade i olika mitotiska processer: spindelsammansättning, kinetokorfunktion och cytokines. [83] Kinaser av norrskensfamiljen tillhör också gruppen serin-treoninproteinkinaser. I flercelliga organismer särskiljs två huvudrepresentanter för denna familj: aurora A och aurora B. Aurora A-kinaset är involverat i regleringen av funktionen hos centrosomer och den mitotiska spindeln. Aurora B-kinaset är involverat i regleringen av processerna för kondensation och separation av systerkromatider, och säkerställer även fastsättningen av kinetokorer till spindelmikrotubuli. [84]

Anafasaktivator APC Cdc20

Det anafasfrämjande komplexet ( APC ), även kallat cyklosomen, är en stor proteinförening som spelar en avgörande roll vid anafasaktivering .  Funktionellt är anafasstimuleringskomplexet ett ubiquitinligas och katalyserar additionsreaktionerna av ubiquitinmolekyler till olika målproteiner, som så småningom genomgår proteolys . [86]

Cirka 11-13 subenheter är allokerade i strukturen av anafasstimuleringskomplexet. Kärnan i komplexet består av cullin -subenheten (Apc2) och RING-domänen (Apc11), till vilken det ubiquitin-konjugerande enzymet (E2) är fäst. Komplexets funktion regleras genom tillägg av en aktiverande subenhet vid rätt tidpunkt i cellcykeln. [85]

Cdc20 -proteinet ( eng.  cell division cycle protein 20  - "cell cycle protein 20") aktiverar APC-komplexet under övergången av en delande cell från metafas till anafas. Det sker på följande sätt. I metafasstadiet transformerar cyklin-kinaskomplexet M-Cdk kärnan av APC-komplexet genom fosforylering. Som ett resultat av denna konformationsförändring ökar sannolikheten för fastsättning av Cdc20-aktivatorn. Som ett resultat förvärvar det aktiverade APC Cdc20-komplexet ubiquitin-ligasaktivitet och ubiquitinerar dess huvudmål, securin och mitotiska cykliner. [85]

Securin (ett av huvudmålen för APC Cdc20 ) är ett hämmande protein som håller enzymet separerat i sitt inaktiva tillstånd . Som ett resultat av ubiquitinationsreaktionen förstörs securin, och separaset som frigörs samtidigt förstör kohesin . Efter nedbrytningen av kohesin, som ger kohesion av systerkromatider, separeras kromosomerna och divergerar till celldelningens poler. [87]

Ubiquitination och, som ett resultat, förstörelse av mitotiska cykliner (ett annat viktigt mål för APC Cdc20 ) utlöser en negativ återkopplingskedja . Det ser ut så här. M-Cdk-cyklinkinaskomplexet aktiverar APC Cdc20 ubiquitin-ligaskomplexet , vilket avsiktligt förstör mitotiska cykliner, vilket leder till nedbrytningen av M-Cdk-cyklinkinaskomplexet, det vill säga reaktionskedjan leder till förstörelsen av den ursprungliga aktivatorn av denna kedja. Men eftersom aktiviteten av APC Cdc20 är beroende av M-Cdk-komplexet, resulterar inaktivering av M-Cdk-cyklinkinaset i inaktivering av APC Cdc20 . Som ett resultat avaktiveras APC Cdc20 vid slutet av mitosen. [85]

Mitotisk korsning över

Mitotisk korsning är processen att byta ut delar av homologa kromosomer under mitotisk delning. En relativt sällsynt typ av genetisk rekombination i somatiska celler, på grund av avsaknaden av en normal kromosomkonjugeringsmekanism . [88] [89] Frekvensen av mitotisk korsning är inte mer än en gång per miljon celldelningar [90] (1,3 ± 0,1 per 10 6 celldelningar [91] ). Hos vissa diploida svampar kan frekvensen av mitotisk rekombination nå 1-10% av frekvensen av meiotisk korsning . [92] Exponering för strålning eller kemikalier kan öka frekvensen av mitotisk rekombination. Vissa forskare föreslår att mekanismerna för meiotisk och mitotisk korsning är likartade . [91]

Det första beviset för förekomsten av mitotisk rekombination erhölls av genetikern Kurt Stern 1936 . Forskaren genomförde forskning på fruktflugor och uppmärksammade den lokala manifestationen av recessiva egenskaper hos heterozygota individer. Det vill säga i flugor med ett normalt yttre täcke uppträdde områden av vävnad med en gul färg eller med "brända" borst. Men båda egenskaperna kodades av gener lokaliserade inom samma kromosom och borde inte ha manifesterats i heterozygota individer. Särskilt märkliga var fallen av "dubbla fläckar", där båda recessiva egenskaper manifesterades på en gång, dessutom hos både kvinnliga och manliga individer. Som ett resultat, baserat på de erhållna uppgifterna, drogs en slutsats om förekomsten av mitotisk rekombination i somatiska celler. [90] [91]

Patologi av mitos

Mitosens patologi utvecklas när det normala förloppet av mitotisk delning störs och leder ofta till uppkomsten av celler med obalanserade karyotyper , vilket leder till utveckling av mutationer och aneuploidi . Också, som ett resultat av utvecklingen av vissa former av patologi, observeras kromosomavvikelser . Ofullständiga mitoser, som slutar på grund av desorganisering eller förstörelse av den mitotiska apparaten, leder till bildandet av polyploida celler. Polyploidi och bildandet av två- och multinukleära celler inträffar vid kränkningar av cytokinesmekanismerna. Med betydande konsekvenser av mitosens patologi är celldöd möjlig.

I normala vävnader förekommer patologi i små mängder. Till exempel förekommer cirka 0,3 % av patologiska mitoser i överhuden hos möss; i epitelet hos den mänskliga struphuvudet och livmodern - cirka 2%. Patologiska mitoser observeras ofta under karcinogenes , under olika extrema exponeringar, under strålningssjuka eller virusinfektion , [ ~7] vid cancer och precancerösa hyperplasier . [~8] Frekvensen av onormala mitoser ökar också med åldern . [95]

Konventionellt särskiljs patologin för mitos av funktionell och organisk typ. Funktionella störningar inkluderar till exempel hyporeaktivitet hos celler som går in i mitos - en minskning av svaret på fysiologiska regulatorer som bestämmer proliferationshastigheten för normala celler. Organiska störningar uppstår när strukturer som är involverade i mitotisk delning (kromosomer, mitotisk apparat, cellyta) skadas, liksom när processer associerade med dessa strukturer störs (DNA-replikation, fissionsspindelbildning, kromosomrörelse, cytokines). [95]

Klassificering och allmänna egenskaper hos olika former av mitospatologier

På grundval av morfologiska egenskaper och cytokemiska störningar i den mitotiska processen särskiljs tre huvudgrupper av patologier av mitos: patologi associerad med skador på kromosomer; patologi associerad med skada på den mitotiska apparaten; kränkning av cytokines [96] .

I. Patologi av mitos associerad med skador på kromosomer

1) En fördröjning av mitos i profas observeras med kränkningar av DNA-replikation .

2) Brott mot spiralisering och despiralisering av kromosomer kan spåras som ett resultat av verkan av olika mitotiska gifter på en delande cell. Exponering för kolchicin leder till exempel till hypercoiling av kromosomerna, som blir förkortade och förtjockade [96] .

3) Tidig (för tidig) separation av kromatider i profas (normalt sker separation av kromatider vid övergången från metafas till anafas). Den indikerade patologin observeras till exempel när det osmotiska trycket i kaninfibroblaster förändras i vävnadskultur eller när de utsätts för cancerframkallande ämnen ( benspyren , metylkolantren ) på musfibroblaster [96] .

4) Fragmentering och pulverisering av kromosomer sker i tumörceller , under en virusinfektion, som ett resultat av exponering av normala celler för joniserande strålning eller mutagener. Fragment kan vara enkla, parade och flera. De som saknar en centromer region deltar inte i metakinesis och divergerar följaktligen inte till divisionspolerna i anafas. Under massfragmentering av kromosomer (pulverisering) är de flesta av fragmenten också slumpmässigt dispergerade i cytoplasman och deltar inte i metakines [97] .

Som ett resultat kan en del av kromosomfragmenten komma in i en av dotterkärnorna, eller resorberas eller bilda en separat mikrokärna . Individuella fragment har också förmågan att återförenas i sina ändar, och sådana återföreningar är slumpmässiga till sin natur och leder till kromosomavvikelser [98] .

5) Kromosom- och kromatidbryggor är resultatet av kromosomfragmentering. När fragment som innehåller centromer återförenas, bildas en dicentrisk kromosom, som under anafas sträcker sig mellan motsatta delningspoler och bildar en bro. En kromosombrygga (vanligtvis dubbel) resulterar från återföreningen av kromosomfragment, som var och en bildas av två kromatider med en centromer. En kromatidbrygga (vanligen enkel) är resultatet av återföreningen av två separata kromatidfragment med centromeren [99] .

I slutet av anafas - i början av telofas bryter broar vanligtvis snabbt som ett resultat av överdriven sträckning av dicentriska fragment av kromosomer. Bildandet av broar leder till genotypisk heterogenitet av dotterceller, och stör också förloppet av de sista stadierna av delning och fördröjer cytokines [99] .

6) Fördröjningen av kromosomer i metakinesis och under divergens till polerna uppstår när kromosomerna skadas i kinetochoreregionen. Skadade kromosomer "drift" passivt i cytoplasman och, som ett resultat, antingen förstörs och elimineras från cellen, eller kommer slumpmässigt in i en av dotterkärnorna, eller bildar en separat mikrokärna. Kromosomeftersläpning har observerats i vävnadskulturer av tumörceller, såväl som i experiment där kromosomkinetokorer bestrålades med en mikrostråle av ultravioletta strålar [100] .

7) Bildandet av mikrokärnor sker på grund av fragmentering eller eftersläpning av individuella kromosomer, runt vilka kärnhöljet bildas i telofasen, parallellt med bildandet av membranet runt huvuddotterkärnorna. Nybildade mikrokärnor finns antingen kvar i cellen under hela den efterföljande cellcykeln fram till nästa delning, eller genomgår pyknos , förstörs och tas bort från cellen [100] .

8) När kromosomerna inte separeras separeras inte systerkromatider vid början av anafas och flyttar ihop sig till en av polerna, vilket leder till aneuploidi [101] .

9) Svullnad och vidhäftning av kromosomer observeras i tumörceller och när de utsätts för toxiska doser av olika mitotiska gifter. Som ett resultat av svullnad förlorar kromosomerna sin normala form och klibbar ihop och förvandlas till klumpiga massor. Kromosomsegregering sker inte, och celler i detta tillstånd dör ofta [101] .

II. Patologi av mitos associerad med skada på den mitotiska apparaten

1) Fördröjd mitos i metafas är karakteristisk för hela gruppen av patologier av mitos associerade med skador på den mitotiska apparaten.

2) Kolkicinmitos eller c-mitos  är en av mitospatologierna förknippade med skador på den mitotiska apparaten på grund av exponering för statmokinetiska gifter ( kolkicin , kolcemid , vinblastin , vinkristin , acenaften , nokodazol , metanol , etc.) [102] . Som ett resultat av exponering för statmokinetiska gifter försenas mitos i metafasstadiet på grund av desorganiseringen av olika komponenter i den mitotiska spindeln - centrioler, mikrotubuli, kinetokorer. Skador påverkar också cellkärnan, plasmalemma, olika intracellulära organeller ( mitokondrier , kloroplaster , Golgi-apparat ). Verkan av statmokinetiska gifter förbättrar spiraliseringen av kromosomer, vilket leder till att de förkortas och förtjockas, och ibland leder till svullnad och vidhäftning av kromosomer. Som ett resultat uppstår kromosomavvikelser, mikrokärnor bildas som ett resultat av kromosomfragmentering eller fördröjning och aneuploidi utvecklas [103] .

Resultatet av k-mitos beror på dosen och tiden för exponeringen av den delande cellen för det statmokinetiska giftet. Vid toxiska doser observeras nukleär pyknos och celldöd. Betydande förgiftning resulterar i polyploidisering . Effekten av små doser är reversibel. Inom några timmar kan den mitotiska apparaten återställas och mitotisk division kan fortsätta [103] .

3) Spridning av kromosomer i metafas uppstår som ett resultat av skada eller fullständig desorganisering av den mitotiska apparaten.

4) Multipolär mitos är associerad med en anomali i reproduktionen av centrioler, vilket leder till bildandet av ytterligare poler och divisionsspindlar. Som ett resultat är kromosomerna ojämnt fördelade mellan dotterkärnor, vilket i sin tur leder till bildandet av aneuploida celler med en obalanserad uppsättning kromosomer [104] .

5) Monocentrisk mitos är associerad med en kränkning av uppdelningen av centrioler. I det här fallet bildas endast en pol, från vilken trådarna i en enda halvspindel divergerar. Som ett resultat leder monocentrisk mitos till polyploidisering [105] .

6) Asymmetrisk mitos kännetecknas av en oproportionerlig utveckling av motsatta delningspoler, vilket leder till en ojämn fördelning av kromosomerna mellan dotterkärnor, det vill säga till aneuploidi [105] . Som ett resultat leder asymmetrisk mitos till bildandet av mikroceller och jätteceller med hypo- och hyperploida kärnor.

7) Tre-grupps metafas och metafas med polära kromosomer kännetecknas av närvaron i metafasen, utöver huvudekvatorialplattan , av ytterligare två grupper eller separata ("polära") kromosomer i området för polerna för celldelning [ 105] . Kromosomer hålls kvar nära spindelpolerna på grund av en fördröjning i metakinesisprocessen och inte på grund av för tidig divergens. Orsakerna till att släpa efter kan vara skador på kinetokoren eller desorganisering av enskilda kromosomsträngar som är involverade i rörelsen av släpande kromosomer [106] .

8) Ihålig metafas är en ringansamling av kromosomer i ekvatorialplattan längs cellens periferi [107] .

III. Patologi av mitos associerad med nedsatt cytotomi

Det finns två grupper av patologier av mitos associerade med en kränkning av cytotomi: tidig cytotomi , med ursprung så tidigt som i anafas; eller vice versa, fördröjning eller fullständig frånvaro av cytotomi , vilket resulterar i bildandet av binukleära celler, eller en polyploid kärna bildas [107] .

Typer av mitos

Utvecklingen av en enhetlig typologi och klassificering av mitoser kompliceras av en hel rad funktioner [~ 9] som i olika kombinationer skapar en variation och heterogenitet av mönster för mitotisk division. Samtidigt är separata klassificeringsalternativ som utvecklats för en taxa oacceptabla för andra, eftersom de inte tar hänsyn till särdragen hos deras mitoser. Till exempel visar sig vissa varianter av klassificeringen av mitoser som är karakteristiska för djur- eller växtorganismer vara oacceptabla för alger [108] .

En av de viktigaste egenskaperna bakom de olika typologierna och klassificeringarna av mitotisk division är beteendet hos kärnhöljet. Om bildandet av spindeln och själva den mitotiska uppdelningen fortsätter inuti kärnan utan att förstöra kärnmembranet, kallas denna typ av mitos stängd . Mitos med sönderfall av kärnmembranet, respektive kallas öppen , och mitos med sönderfall av membranet endast vid spindelns poler, med bildandet av "polära fönster" - halvstängda [108] [109] .

En annan karakteristisk egenskap är typen av symmetri hos den mitotiska spindeln. Vid pleuromitos är delningsspindeln bilateralt symmetrisk eller asymmetrisk och består vanligtvis av två semi-spindlar placerade i metafas-anafasen i en vinkel mot varandra. Kategorin ortomitoser kännetecknas av bipolär symmetri av fissionsspindeln, och i metafasen finns det ofta en urskiljbar ekvatorialplatta [109] .

Inom de angivna tecknen är den mest talrika en typisk öppen ortomitos. Denna typ av mitos är karakteristisk för djur, högre växter och vissa protozoer [110] .

Alternativ för att klassificera mitoser

7 typer av mitos i protozoer [109] : Sluten intranukleär pleuromitos Sluten intranukleär ortomitos Sluten euglenoid mitos Sluten extranukleär pleuromitos Halvsluten pleuromitos Halvsluten ortomitos Öppen ortomitos (eumitos)

6 typer av mitos hos alger [108] : stängd centrerad stängd acentrisk Halvsluten centrisk Halvsluten acentrisk öppen centrerad öppen acentrisk

Ursprung och utveckling av mitos

Det antas att den komplexa mitotiska processen hos högre organismer utvecklades gradvis från mekanismerna för prokaryotisk fission [111] . Detta antagande stöds av det faktum att prokaryoter uppträdde ungefär en miljard år tidigare än de första eukaryoterna. Dessutom är liknande proteiner involverade i eukaryotisk mitos och prokaryotisk binär fission .

Möjliga mellanstadier mellan binär fission och mitos kan spåras i encelliga eukaryoter , där kärnmembranet inte förstörs under delning . I de flesta andra eukaryoter, inklusive växter och djur, bildas spindeln utanför kärnan , och kärnhöljet förstörs under mitos. Även om mitos i encelliga eukaryoter ännu inte är väl förstått, kan det antas att det härstammar från binär fission och så småningom nådde den komplexitetsnivå som finns i flercelliga organismer [112] .

I många protozoiska eukaryoter förblev mitos också en membranbunden process, men nu är den inte längre plasmatisk , utan nukleär [113] . Möjligen, på grund av ökningen av storleken och antalet kromosomer, delades strukturen av mesosomtyp upp i två element: COMT på kärnhöljet och kinetochore på kromosomen. För att koppla dessa strukturer till varandra har ett mellanliggande system av mikrotubuli utvecklats i evolutionsprocessen. Inom ramen för denna uppfattning anses sluten intranukleär pleuromitos vara den äldsta och mest primitiva. Segregeringen av kromosomerna i detta fall sker genom segregering av CMT:erna, till vilka kromosomerna är fästa med hjälp av mikrotubuli. I sin tur är CMT:erna fästa vid kärnmembranet och divergerar på grund av tillväxten av kärnmembranet mellan dem [114] .

Flera parallella evolutionära linjer härstammar troligen från olika varianter av sluten intranukleär pleuromitos [114] . Följande anses vara evolutionärt progressiva egenskaper: sönderfallet av kärnhöljet under mitos; övergång av COMT från kärnan till cytoplasman; bildning av en bipolär spindel; ökad spiralisering av kromosomer; bildning av ekvatorialplattan i metafas. Således fortsätter utvecklingen av mitotisk division i riktning från sluten intranukleär pleuromitos till öppen ortomitos [115] .

Endomitos

Endomitos är en typ av mitos utan kärn- eller celldelning , varvid cellen ackumulerar många kopior av samma kromosomer , samlade i en enda kärna. Denna process kan också innefatta endoreduplicering , och cellerna i detta fall kallas endoploida [116] . Ett exempel på celler som genomgår endomitos är megakaryocyter , som ger upphov till blodplättar [117] .

Ett extremfall av endomitos är bildandet av gigantiska polytenkromosomer , som är ett resultat av upprepad reproduktion av kromosomer utan efterföljande divergens. Sådana kromosomer finns i spottkörtlarna hos vissa insekter , i Diptera- larver i tarmcellers kärnor och i vissa växter i kärnorna hos synergider ( till exempel ärter ) [118] .

Betydelsen av mitos

Mitos är ett viktigt sätt att upprätthålla kromosomuppsättningens konstans . Som ett resultat av mitos utförs en identisk reproduktion av cellen. Därför är mitosens nyckelroll kopiering av genetisk information.

Mitos uppstår i följande fall:

• Tillväxt och utveckling. Antalet celler i kroppen i tillväxtprocess ökar på grund av mitos. Detta ligger i utvecklingen av en flercellig organism från en enda cell - en zygot , såväl som tillväxten av en flercellig organism.
• Cellrörelse. I vissa organ i kroppen , såsom huden och matsmältningskanalen , fälls celler ständigt ut och ersätts med nya. Nya celler bildas av mitos och är därför exakta kopior av sina föregångare. På liknande sätt ersätts röda blodkroppar - erytrocyter , som har en kort livslängd - 4 månader, och nya erytrocyter bildas av mitos.
• Regeneration. Vissa organismer kan regenerera förlorade kroppsdelar. I dessa fall fortskrider bildningen av nya celler ofta genom mitos. Till exempel, tack vare mitos , återställer sjöstjärnor förlorade strålar.
• Asexuell fortplantning. Vissa organismer producerar genetiskt identiska avkommor genom asexuell reproduktion . Hydras förökar sig till exempel asexuellt genom knoppning . Hydrans ytceller genomgår mitos och bildar kluster av celler som kallas knoppar. Mitos fortsätter i cellerna i njuren, och den växer till en vuxen. En liknande celldelning sker under vegetativ förökning av växter.

Se även

• Amitos
• Aneuploidi
• Meios
• Ploidi
• Polytene kromosomer

Anteckningar

Kommentarer

1. ↑ Själva faktumet att dela upp den mitotiska spindelns morfologi i två typer förnekar inte möjligheten att kombinera båda inom samma organism. Till exempel, i den tidiga embryogenesen av däggdjur, under delning av oocytmognad och vid avdelningarna I och II av zygoten, observeras centriolära anastrala mitoser. Men från och med den tredje celldelningen och i alla efterföljande delar sig celler med deltagande av astrala spindlar, i vars poler centrioler alltid finns [25]
2. ↑ Till en början, baserat på de morfologiska egenskaperna hos mitos, delades denna process in i endast fyra huvudstadier: profas, metafas, anafas och telofas. [34]
3. ↑ Om mitotiska celler placeras i tungt vatten (D 2 O) eller behandlas med taxol (dessa effekter hämmar isärtagningen av mikrotubuli), kommer spindelfilamenten att förlängas. En sådan stabiliserad spindel kan inte dra på kromosomerna, och mitosen stannar. Men mitos blockeras också av motsatt effekt, om spindelfibrerna förstörs reversibelt av ett av de tre medel som hämmar sammansättningen av tubulin till mikrotubuli - kolchicin, låg temperatur eller högt hydrostatiskt tryck. [45]
4. ↑ Det finns åtminstone tre hypotetiska modeller som förklarar den troliga mekanismen för kromosomsegregation i anafas A. Enligt en av dem förklaras kromatidernas rörelse av närvaron av "vandrande" proteiner i kinetokoren, som till sin natur liknar dynein eller kinesin; de rör sig längs mikrotubuli med hjälp av energin från ATP-hydrolys. Enligt en annan hypotes beror kromosomernas rörelse på sönderfallet av mikrotubuli: när tubulinsubenheterna dissocierar måste kinetochore glida i polens riktning för att behålla kontakten med mikrotubuli. En tredje möjlighet är att mikrotubulierna inte är direkt ansvariga för kraften som driver kinetokoren mot polerna, utan helt enkelt reglerar rörelsen som orsakas av någon annan struktur. [59]
5. ↑ Det finns ett antal exempel som beskriver multipla mitotiska kärndelningar utan samtidig delning av cellkroppen. I endospermen hos många växter förekommer således multipla mitoser utan delning av cytoplasman, vilket leder till bildandet av en multinukleär simplast. En liknande situation observeras under synkrona uppdelningar av många kärnor av myxomyceter , eller i de tidiga stadierna av utvecklingen av embryona hos vissa insekter. [66]
6. ↑ Flera initierande modeller anses vara möjliga. Till exempel tros det att M-Cdk1-komplexen inte blockeras fullständigt av Wee1-familjen av inhibitorer. Som ett resultat, i proportion till ökningen av koncentrationen av mitotiska cykliner, kan en kritisk massa av aktiva M-Cdk1-kinaser ackumuleras vid början av profasen. Partiell aktivering av cyklinkinaser hos ryggradsdjur tillhandahålls troligen av Cdc25B-fosfatas, vars aktivitetsnivå ökar från den sena S-fasen och når ett maximum i mitosprofasen. Det har emellertid visats att musceller kan dela sig i frånvaro av denna stimulus. En annan möjlig aktivator kan vara cyklin A-Cdk-komplexet, som behåller sin aktivitet från början av S-fasen till slutet av prometafasen av mitos. [81]
7. ↑ Efter infektion av kulturer av diploida mänskliga lungceller med Herpes simplex-viruset ökade antalet patologiska mitoser (k-mitoser, kromosomavvikelser) från 3 % i kontrollen till 40-60 % i den infekterade kulturen. [93]
8. ↑ På exemplet med epitelet i det mänskliga struphuvudet erhölls data om en ökning av antalet patologiska mitoser i cancer. Om antalet patologiska mitoser vid kronisk inflammation och i papillom av "juvenil" typ endast var 2-2,5 gånger högre än antalet i normalt epitel, så var antalet patologiska mitoser vid precancer cirka 25 %, och vid cancer och atypisk papillomatos med övergången till cancer nådde 36-45%. [94]
9. ↑ Sådana tecken inkluderar till exempel: beteendet hos kärnvapenhöljet med alla övergångar från intakt, fragmenterad i varierande grad till fullständigt sönderfallande; tvetydigt beteende hos nukleolen från att kvarstå till att delvis eller helt försvinna; olika grad av spiralisering (eller fullständig frånvaro av sådana i dinoflagellater) och morfologisk differentiering av kromosomer; egenskaper hos arrangemanget av kromosomer i metafasplattan ; närvaron av kinetokorer och skillnader i deras organisation; skillnader i morfologi, arten av spindelns ursprung och organisation, varaktigheten av bevarandet av dess interzonala zon; utseendet tillsammans med centriolerna för speciella polära formationer av olika organisationer och platser för deras lokalisering; olika grad av utveckling av det perinukleära membranet etc. [108]

Källor

1. ↑ 1 2 3 4 Biologisk encyklopedisk ordbok / Kap. redaktör Gilyarov M. S. - M . : Sov. Encyclopedia, 1986. - 831 sid. — 100 000 exemplar.
2. ↑ Gilbert, 1995 , sid. 202.
3. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 396.
4. ↑ 1 2 Alov I. A. Mitosis - artikel från Great Soviet Encyclopedia . 
5. ↑ Buldakov, Kalistratova, 2003 , sid. 39.
6. ↑ Raikov, IB Mångfalden av former av mitos i protozoer: En jämförande recension  //  European Journal of Protistology: journal. - 1994. - Vol. 30 , nej. 3 . - S. 253-269 . - doi : 10.1016/S0932-4739(11)80072-6 .
7. ↑ De Souza CP, Osmani SA Mitos, inte bara öppen eller stängd  (neopr.)  // Eukaryotic Cell. - 2007. - September ( vol. 6 , nr 9 ). - S. 1521-1527 . - doi : 10.1128/EC.00178-07 . — PMID 17660363 .
8. ↑ 1 2 Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 489.
9. ↑ Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 485.
10. ↑ Gloria Robinson. Schneider , Friedrich Anton  . www.encyclopedia.com. Tillträdesdatum: 25 april 2017.
11. ↑ Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 486.
12. ↑ Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 487.
13. ↑ Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 488.
14. ↑ 1 2 Biologins historia fram till början av 1900-talet, 1972 , sid. 491.
15. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 470.
16. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 400.
17. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 471.
18. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 403.
19. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 404-405.
20. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 438.
21. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 463.
22. ↑ NIGMS - Från molekyler till mediciner: Cellbiologi och biofysik  (eng.)  (otillgänglig länk) . Arkiverad från originalet den 11 februari 2012.
23. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 439.
24. ↑ 1 2 3 4 5 Alberts et al., 1993 , sid. 444.
25. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 429.
26. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , sid. 429.
27. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 430.
28. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 446.
29. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , sid. 433.
30. ↑ 1 2 Chentsov, 2004 , sid. 434.
31. ↑ Alov, 1972 , sid. arton.
32. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 415.
33. ↑ Alov, 1972 , sid. 21.
34. ↑ Alov, 1972 , sid. 12.
35. ↑ Alov, 1972 , sid. 19.
36. ↑ 1 2 3 4 Lackie, 2013 , sid. 531.
37. ↑ Evert, Eichhorn, 2013 , sid. 65.
38. ↑ Lewin et al., 2011 , sid. 876.
39. ↑ Smith LG Division Plane Determination in Plant Cells  (engelska) (maj 2006).
40. ↑ Lewin et al., 2011 , sid. 932.
41. ↑ 1 2 3 Lewin et al., 2011 , sid. 877.
42. ↑ 1 2 3 4 5 6 Morgan, 2007 , sid. 89.
43. ↑ Alov, 1972 , sid. 83.
44. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , sid. 434.
45. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 445.
46. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 436.
47. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 436-437.
48. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , sid. 436.
49. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 448.
50. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 449.
51. ↑ Alov, 1972 , sid. 108.
52. ↑ Alov, 1972 , sid. 112.
53. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , sid. 439.
54. ↑ Alov, 1972 , sid. 113.
55. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 451.
56. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 452.
57. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 440.
58. ↑ Alov, 1972 , sid. 119.
59. ↑ 1 2 3 4 Alberts et al., 1993 , sid. 453.
60. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 441.
61. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 454.
62. ↑ 1 2 3 Chentsov, 2004 , sid. 442.
63. ↑ Alov, 1972 , sid. 135.
64. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 457.
65. ↑ Alov, 1972 , sid. 137.
66. ↑ 1 2 Alberts et al., 1993 , sid. 458.
67. ↑ Alov, 1972 , sid. 140.
68. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 459.
69. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 460.
70. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 461.
71. ↑ Morgan, 2007 , sid. 90.
72. ↑ 12 Morgan , 2007 , sid. 91.
73. ↑ Alberts et al., 2008 , sid. 1071.
74. ↑ Morgan, 2007 , sid. 99.
75. ↑ Morgan, 2007 , sid. trettio.
76. ↑ Morgan, 2007 , sid. 28.
77. ↑ 12 Morgan , 2007 , sid. 32.
78. ↑ Morgan, 2007 , sid. 97.
79. ↑ 1 2 3 Alberts et al., 2008 , sid. 1074.
80. ↑ Morgan, 2007 , sid. 96.
81. ↑ Morgan, 2007 , sid. 98-99.
82. ↑ Morgan, 2007 , sid. 98.
83. ↑ Morgan, 2007 , sid. 102.
84. ↑ Morgan, 2007 , sid. 103.
85. ↑ 1 2 3 4 Morgan, 2007 , sid. 48.
86. ↑ Morgan, 2007 , sid. 46.
87. ↑ Alberts et al., 2008 , sid. 1087.
88. ↑ Lackie, 2013 , sid. 419.
89. ↑ Redei, 2008 , sid. 1238-1239.
90. ↑ 12 Hartwell et al., 2010 , sid. 146.
91. ↑ 1 2 3 Redei, 2008 , sid. 1239.
92. ↑ Redei, 2008 , sid. 1240.
93. ↑ Alov, 1972 , sid. 192.
94. ↑ Alov, 1972 , sid. 193.
95. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 167.
96. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , sid. 169.
97. ↑ Alov, 1972 , sid. 170.
98. ↑ Alov, 1972 , sid. 171.
99. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 172.
100. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 174.
101. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 176.
102. ↑ Alov, 1972 , sid. 177.
103. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 183.
104. ↑ Alov, 1972 , sid. 184.
105. ↑ 1 2 3 Alov, 1972 , sid. 185.
106. ↑ Alov, 1972 , sid. 186.
107. ↑ 1 2 Alov, 1972 , sid. 188.
108. ↑ 1 2 3 4 Sedova, 1996 , sid. 103.
109. ↑ 1 2 3 Raikov, 1978 , sid. 57.
110. ↑ Chentsov, 2004 , sid. 428.
111. ↑ Alberts et al., 1993 , sid. 465.
112. ↑ Den mitotiska fasen och G0-fasen  (engelska)  (länk ej tillgänglig) . Gränslös. Hämtad 25 april 2017. Arkiverad från originalet 26 april 2017.
113. ↑ Raikov, 1978 , sid. 93.
114. ↑ 1 2 Raikov, 1978 , sid. 94.
115. ↑ Raikov, 1978 , sid. 95.
116. ↑ Lilly M., Duronio R. Nya insikter i cellcykelkontroll från Drosophila - endocykeln  //  Onkogen : journal. - 2005. - Vol. 24 , nr. 17 . - P. 2765-2775 . - doi : 10.1038/sj.onc.1208610 . — PMID 15838513 .
117. ↑ Italiano JE, Shivdasani R.A. Megakaryocyter och vidare: blodplättarnas födelse  //  Journal of Thrombosis and Haemostasis : journal. - 2003. - Vol. 1 , nej. 6 . - P. 1174-1182 . - doi : 10.1046/j.1538-7836.2003.00290.x . — PMID 12871316 .
118. ↑ Inge-Vechtomov, 2010 , sid. 89-90.

Litteratur

• Alberts B. et al. Cellens molekylärbiologi. — 5 upplagor. - Garland science, 2008. - 1601 sid. — ISBN 978-0-8153-4105.
• Lackie JM (red.). Ordboken för cell- och molekylärbiologi. — 5 upplagor. - Academic Press, 2013. - 750 sid. — ISBN 978-0-12-384931-1 .
• Hartwell L. et al. Genetik: från gener till genom. - 4:e upplagan. - McGraw-Hill Science, 2010. - 816 sid. - ISBN 978-0-07-352526-6.
• Morgan DO Cellcykeln: principer för kontroll. — Ny vetenskapspress, 2007. — 297 sid. - ISBN 978-0-9539181-2-6 .
• Evert RF, Eichhorn SE Korpbiologi av växter. - 8 upplagor. - W. H. Freeman and Company, 2013. - 880 sid. — ISBN 978-1-4292-1961-7 .
• Redei G.P. (red.). Encyclopedia of genetics, genomics, proteomics and informatics. - 3 upplagor. - Springer, 2008. - 1822 sid. — ISBN 978-1-4020-6753-2 .
• Alov IA Cytofysiologi och mitospatologi. - M . : " Medicin ", 1972. - 264 sid. - 3700 exemplar.
• Alberts B. et al. Molecular biology of the cell: I 3 volymer - 2nd ed., Revised. - M . : " Mir ", 1993. - T. 2. - 539 sid. — ISBN 5-03-001987-1 .
• Biologisk encyklopedisk ordbok / Kap. redaktör Gilyarov M. S. . - M . : " Sovjetisk uppslagsverk ", 1986. - 831 sid. — 100 000 exemplar.
• Buldakov L. A., Kalistratova V. S. Radioaktiv strålning och hälsa . - M. : Inform-Atom, 2003. - 165 sid.
• Gilbert S. Developmental Biology: i 3 volymer. - M . : " Mir ", 1995. - T. 3. - 352 sid. - 5000 exemplar.  — ISBN 5-03-001833-6 .
• Biologins historia från antiken till början av 1900-talet / Redigerad av S. R. Mikulinsky . - M . : " Nauka ", 1972. - 564 sid. - 9600 exemplar.
• Lewin B. et al. , Cells. — M. : BINOM. Kunskapslaboratoriet, 2011. - 951 sid. — (Den bästa utländska läroboken). — ISBN 978-5-94774-794-2 .
• Mazia D. Mitos och celldelningens fysiologi = D. Mazia. Mitos och celldelningens fysiologi. Cellen. Ed. av J. Brachet och A. Mirsky. Vol. III. New York-London, Acad. press, 1961 / Per. från engelska. D. M. Kershner; Under. ed. och med förord. prof. L. N. Zhinkina . — M .: Izd-vo inostr. belyst. , 1963. - 428, [64] sid.
• Raikov I. B. Protozoernas kärna. Morfologi och evolution. - L . : "Nauka", 1978. - 328 sid. - 1600 exemplar.
• Sedova T.V. Kariologi av alger. - St Petersburg. : "Nauka", 1996. - 386 sid. - 500 exemplar.  — ISBN 5-02-026058-4 .
• Chentsov Yu.S. Introduktion till cellbiologi: Lärobok för gymnasieskolor. - 4:e uppl., reviderad och kompletterad. - M . : ICC "Akademkniga", 2004. - 495 sid. - 3000 exemplar.  - ISBN 5-94628-105-4 .
• Inge-Vechtomov S. G. Genetik med grunderna för urval. - 2:a uppl., reviderad och kompletterad. - St Petersburg. : Förlag N-L, 2010. - 718 sid. - 3000 exemplar.  — ISBN 978-5-94869-105-3 .

Länkar

Illustrationer

•  Tematiskt urval av illustrationer på Science Photo Library . www.sciencephoto.com. Arkiverad från originalet den 5 augusti 2012.

Animation

• Stages of Mitosis (animerad video)  (engelska) (18 oktober 2009).
• Stages of Mitosis (3D-animation nr 1)  (eng.) . Hybrid Medical Animation (15 juni 2009).
• Stages of Mitosis (3D-animation nr 2)  (eng.) . Protein Lounge (20 oktober 2009).

Video

•  Ett tematiskt urval av videor och animationer från Science Photo Library . www.sciencephoto.com. - QuickTime Playerkrävs för att visaArkiverad från originalet den 5 augusti 2012.
• William Sullivan, Claudio Sunkel, et al. Synchronous Mitotic Divisions (Video #1)  (eng.) . Molecular Biology of the Cell, 5:e upplagan (Media DVD-ROM) . Garland Science (2002).
• Synkrona mitotiska divisioner (video #2) (25 november 2011). (obestämd)
• Mitotisk delning av en djurcell (video #1) (27 maj 2009). (obestämd)
• Mitotisk delning av en djurcell (video #2) (29 mars 2010). (obestämd)
• Mitotisk delning av en växtcell (video #1) (6 maj 2007). (obestämd)
• Mitotisk delning av en växtcell (video #2, startar 0:58)  (eng.) (20 juli 2010).

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk Stor katalanska Britannica (online) Treccani Universalis
I bibliografiska kataloger	BNF : 12151573g GND : 4170185-9 J9U : 987007538751105171 LCCN : sh85086289 NDL : 00574510

cellcykel
Faser	Interfas G 1 -fas S-fas G 2 -fas M-fas Mitos ( preprofas ) Prophase prometafas metafas Anafas Telofas ) cytokines Andra faser Go -fas _ apoptos Meios Kontrollpunkter Begränsningspunkt spindelspets postreplikeringspunkt Biokemiska växlar i cellcykeln
Regulatorer	cykliner A B D E F Cyklinberoende kinaser 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio Cdk-aktiverande kinas Ubiquitin-ligaser Anafasstimuleringskomplex SCF-komplex Cdk-hämmare Cip/Kip ( p21 , p27 , p57 ) INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 ) Övrig cdc2 Cdc25 cdc42 Cellulärt apoptospredispositionsprotein E2F mognadsaccelerationsfaktor Wee

Kromosomer
Main	Karyotyp Ploidi Meios Mitos homologa kromosomer Synapsis Kromosomala territorier
Klassificering	Autosome Gonosome mikrokromosom Polytene kromosomer Lampborstes kromosomer
Strukturera	Kromatider Cohesin systerkromatider synaptonemalt komplex Chiasma Telomerer Telomeras Centromere Kinetochore Kromatin Eukromatin Heterokromatin Nukleosom Histoner : H1 H2A H2B H3 H4
Omstrukturering och kränkningar	Translokation duplicering radering Inversion systerkromatidutbyte Aneuploidi polyploidi Amfidiploider
Kromosomal könsbestämning	Heterogametiskt sex homogametiskt sex XY-system X-kromosom Y-kromosom SRY ZW-system Pseudoautosomal region
Metoder	Cytogenetik Kartläggning FISK Ana-telofasisk metod metafasmetoden