Informacija

10.5: Podjela prokariotske stanice - biologija

10.5: Podjela prokariotske stanice - biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Vještine za razvoj

  • Opišite proces binarne fisije kod prokariota
  • Objasnite kako su proteini FtsZ i tubulina primjeri homologije

Prokarioti, kao što su bakterije, razmnožavaju se binarnom fisijom. Za jednostanične organizme, dioba stanica je jedina metoda za proizvodnju novih jedinki. I u prokariotskim i eukariotskim stanicama, ishod reprodukcije stanica je par stanica kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici. U jednostaničnim organizmima stanice kćeri su jedinke.

Za postizanje ishoda kloniranih potomaka bitni su određeni koraci. Genomska DNK mora se replicirati i zatim rasporediti u stanice kćeri; sadržaj citoplazme također se mora podijeliti kako bi obje nove stanice dobile stroj za održavanje života. U bakterijskim stanicama genom se sastoji od jednog, kružnog DNA kromosoma; stoga je proces diobe stanica pojednostavljen. Kariokineza je nepotrebna jer nema jezgre i stoga nema potrebe za usmjeravanjem jedne kopije višestrukih kromosoma u svaku stanicu kćer. Ova vrsta stanične diobe naziva se binarna (prokariotska) fisija.

Binarna fisija

Zbog relativne jednostavnosti prokariota, proces stanične diobe, nazvan binarna fisija, manje je kompliciran i mnogo brži proces od diobe stanica u eukariota. Pojedinačni, kružni DNA kromosom bakterija nije zatvoren u jezgri, već umjesto toga zauzima određeno mjesto, nukleoid, unutar stanice (slika (PageIndex{1})). Iako je DNA nukleoida povezana s proteinima koji pomažu u pakiranju molekule u kompaktnu veličinu, u prokariotima nema histonskih proteina, a time ni nukleosoma. Proteini pakiranja bakterija su, međutim, povezani s proteinima kohezina i kondenzina koji su uključeni u zbijanje kromosoma eukariota.

Bakterijski kromosom je vezan za plazma membranu otprilike na sredini stanice. Početna točka replikacije, ishodište, je blizu mjesta vezanja kromosoma na plazma membranu (slika (PageIndex{1})). Replikacija DNK je dvosmjerna, udaljavajući se od ishodišta na oba lanca petlje istovremeno. Kako se formiraju nove dvostruke niti, svaka polazna točka pomiče se od pričvršćenja stanične stijenke prema suprotnim krajevima stanice. Kako se stanica produljuje, rastuća membrana pomaže u transportu kromosoma. Nakon što kromosomi očiste središnju točku duguljaste stanice, počinje odvajanje citoplazme. Formiranje prstena sastavljenog od ponavljajućih jedinica proteina nazvanog FtsZ usmjerava podjelu između nukleoida. Formiranje FtsZ prstena pokreće nakupljanje drugih proteina koji rade zajedno na regrutiranju novih materijala membrane i stanične stijenke na mjestu. Između nukleoida formira se pregrada koja se postupno proteže od periferije prema središtu stanice. Kada su nove stanične stijenke na mjestu, stanice kćeri se odvajaju.

Evolucijska veza: Mitotički vretenasti aparat

Precizno vrijeme i formiranje mitotičkog vretena ključno je za uspjeh diobe eukariotske stanice. Prokariotske stanice, s druge strane, ne prolaze kroz kariokinezu i stoga nemaju potrebu za mitotičkim vretenom. Međutim, protein FtsZ koji ima tako vitalnu ulogu u prokariotskoj citokinezi je strukturno i funkcionalno vrlo sličan tubulinu, građevnom bloku mikrotubula koji čine vlakna mitotičkog vretena koja su neophodna za eukariote. FtsZ proteini mogu formirati filamente, prstenove i druge trodimenzionalne strukture koje nalikuju načinu na koji tubulin tvori mikrotubule, centriole i različite komponente citoskeleta. Osim toga, i FtsZ i tubulin koriste isti izvor energije, GTP (gvanozin trifosfat), za brzo sastavljanje i rastavljanje složenih struktura.

FtsZ i tubulin su homologne strukture izvedene iz zajedničkog evolucijskog porijekla. U ovom primjeru, FtsZ je protein predak tubulinu (moderni protein). Dok se oba proteina nalaze u postojećim organizmima, funkcija tubulina se iznimno razvila i diverzificirala otkako je evoluirala iz svog FtsZ prokariotskog podrijetla. Pregled komponenti mitotičkog sklopa pronađenih kod današnjih jednostaničnih eukariota otkriva ključne posredne korake do složenih genoma višestaničnih eukariota zatvorenih membranom.

Tablica (PageIndex{1}): Aparat za diobu stanica među različitim organizmima
Struktura genetskog materijalaPodjela nuklearnog materijalaOdvajanje stanica kćeri
ProkariotiNe postoji jezgra. Jedan, kružni kromosom postoji u području citoplazme zvanom nukleoid.Javlja se binarnom fisijom. Kako se kromosom replicira, dvije kopije se pomiču na suprotne krajeve stanice nepoznatim mehanizmom.FtsZ proteini se sastavljaju u prsten koji stisne stanicu na dva dijela.
Neki protistiLinearni kromosomi postoje u jezgri.Kromosomi se vežu za nuklearnu ovojnicu, koja ostaje netaknuta. Mitotičko vreteno prolazi kroz ovojnicu i produljuje stanicu. Nema centriola.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Ostali protistiLinearni kromosomi postoje u jezgri.Mitotičko vreteno nastaje iz centriola i prolazi kroz nuklearnu membranu, koja ostaje netaknuta. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Životinjske staniceLinearni kromosomi postoje u jezgri.Od centrosoma nastaje mitotičko vreteno. Nuklearna ovojnica se otapa. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.

Sažetak

I u diobi prokariotske i eukariotske stanice, genomska DNK se replicira, a zatim se svaka kopija dodjeljuje u stanicu kćer. Osim toga, citoplazmatski sadržaj se ravnomjerno dijeli i raspoređuje na nove stanice. Međutim, postoje mnoge razlike između diobe stanica prokariota i eukariota. Bakterije imaju jedan, kružni DNK kromosom, ali nemaju jezgru. Stoga mitoza nije potrebna u diobi bakterijskih stanica. Bakterijsku citokinezu usmjerava prsten sastavljen od proteina nazvanog FtsZ. Urastanje materijala membrane i stanične stijenke s periferije stanica rezultira stvaranjem septuma koji na kraju konstruira odvojene stanične stijenke stanica kćeri.

binarna fisija
proces diobe prokariotske stanice
FtsZ
Tubulinu slična proteinska komponenta prokariotskog citoskeleta koja je važna u prokariotskoj citokinezi (podrijetlo imena: Foplakujući ttemperatura-sosjetljivi mutant Z)
podrijetlo
(također, ORI) regija prokariotskog kromosoma gdje počinje replikacija (podrijetlo replikacije)
septum
struktura nastala u bakterijskoj stanici kao preteča razdvajanja stanice na dvije stanice kćeri

10.5 Podjela prokariotske stanice

Prokarioti, kao što su bakterije, razmnožavaju se binarnom fisijom. Za jednostanične organizme, dioba stanica je jedina metoda za proizvodnju novih jedinki. I u prokariotskim i eukariotskim stanicama, ishod reprodukcije stanica je par stanica kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici. U jednostaničnim organizmima stanice kćeri su jedinke.

Za postizanje ishoda kloniranih potomaka bitni su određeni koraci. Genomska DNK mora se replicirati i zatim rasporediti u stanice kćeri, a sadržaj citoplazme također se mora podijeliti kako bi obje nove stanice dobile stroj za održavanje života. U bakterijskim stanicama genom se sastoji od jednog, kružnog DNK kromosoma, stoga je proces diobe stanice pojednostavljen. Kariokineza je nepotrebna jer nema jezgre i stoga nema potrebe za usmjeravanjem jedne kopije višestrukih kromosoma u svaku stanicu kćer. Ova vrsta stanične diobe naziva se binarna (prokariotska) fisija.


54 Podjela prokariotske stanice

Do kraja ovog odjeljka moći ćete učiniti sljedeće:

  • Opišite proces binarne fisije kod prokariota
  • Objasnite kako su proteini FtsZ i tubulina primjeri homologije

Prokarioti, kao što su bakterije, proizvode stanice kćeri binarnom fisijom. Za jednostanične organizme, dioba stanica je jedina metoda za proizvodnju novih jedinki. I u prokariotskim i eukariotskim stanicama, ishod reprodukcije stanica je par stanica kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici. U jednostaničnim organizmima stanice kćeri su jedinke.

Za postizanje ishoda kloniranih potomaka bitni su određeni koraci. Genomska DNK mora se replicirati i zatim rasporediti u stanice kćeri, a sadržaj citoplazme također se mora podijeliti kako bi obje nove stanice dobile stanični stroj za održavanje života. Kao što smo vidjeli kod bakterijskih stanica, genom se sastoji od jednog, kružnog DNA kromosoma, stoga je proces stanične diobe pojednostavljen. Kariokineza je nepotrebna jer nema prave jezgre i stoga nema potrebe za usmjeravanjem jedne kopije višestrukih kromosoma u svaku stanicu kćer. Ova vrsta stanične diobe naziva se binarna (prokariotska) fisija.

Binarna fisija

Zbog relativne jednostavnosti prokariota, proces diobe stanica je manje kompliciran i mnogo brži proces od diobe stanica u eukariota. Kao pregled općih informacija o diobi stanica o kojima smo raspravljali na početku ovog poglavlja, prisjetimo se da jedan, kružni DNA kromosom bakterija zauzima određeno mjesto, nukleoidnu regiju, unutar stanice ((Slika)). Iako je DNA nukleoida povezana s proteinima koji pomažu u pakiranju molekule u kompaktnu veličinu, u prokariotima nema histonskih proteina, a time ni nukleosoma. Proteini pakiranja bakterija su, međutim, povezani s proteinima kohezina i kondenzina koji su uključeni u zbijanje kromosoma eukariota.

Bakterijski kromosom je vezan za plazma membranu otprilike na sredini stanice. Početna točka replikacije, ishodište, blizu je mjesta vezanja kromosoma na plazma membranu ((Slika)). Replikacija DNK je dvosmjerna, udaljavajući se od ishodišta na oba lanca petlje istovremeno. Kako se formiraju nove dvostruke niti, svaka polazna točka pomiče se od pričvršćenja stanične stijenke prema suprotnim krajevima stanice. Kako se stanica produljuje, rastuća membrana pomaže u transportu kromosoma. Nakon što kromosomi očiste središnju točku duguljaste stanice, počinje odvajanje citoplazme. Formiranje prstena sastavljenog od ponavljajućih jedinica proteina zvanog FtsZ (skraćeno od “filamentirajući temperaturno osjetljiv mutant Z”) usmjerava podjelu između nukleoida. Formiranje FtsZ prstena pokreće nakupljanje drugih proteina koji rade zajedno na regrutiranju novih materijala membrane i stanične stijenke na mjestu. Između nukleoida kćeri formira se pregrada, koja se postupno proteže od periferije prema središtu stanice. Kada su nove stanične stijenke na mjestu, stanice kćeri se odvajaju.


Precizno vrijeme i formiranje mitotičkog vretena ključno je za uspjeh diobe eukariotske stanice. Prokariotske stanice, s druge strane, ne prolaze kroz kariokinezu i stoga nemaju potrebu za mitotičkim vretenom. Međutim, protein FtsZ koji igra tako vitalnu ulogu u prokariotskoj citokinezi je strukturno i funkcionalno vrlo sličan tubulinu, građevnom bloku mikrotubula koji čine vlakna mitotičkog vretena koja su neophodna za eukariotsku nuklearnu diobu. FtsZ proteini mogu formirati filamente, prstenove i druge trodimenzionalne strukture koje nalikuju načinu na koji tubulin tvori mikrotubule, centriole i različite komponente citoskeleta. Osim toga, i FtsZ i tubulin koriste isti izvor energije, GTP (gvanozin trifosfat), za brzo sastavljanje i rastavljanje složenih struktura.

Smatra se da su FtsZ i tubulin homologne strukture koje potječu od zajedničkog evolucijskog porijekla. U ovom primjeru, FtsZ je predak proteina tubulina (evolucijski izveden protein). Dok se oba proteina nalaze u postojećim organizmima, funkcija tubulina se iznimno razvila i diverzificirala otkako je evoluirala iz svog FtsZ prokariotskog podrijetla. Pregled komponenti mitotičkog sklopa pronađenih kod današnjih jednostaničnih eukariota otkriva ključne posredne korake do složenih genoma višestaničnih eukariota zatvorenih membranom ((Slika)).

Aparat za diobu stanica među različitim organizmima
Struktura genetskog materijala Podjela nuklearnog materijala Odvajanje stanica kćeri
Prokarioti Ne postoji jezgra. Jedan, kružni kromosom postoji u području citoplazme zvanom nukleoid. Javlja se binarnom fisijom. Kako se kromosom replicira, dvije kopije se pomiču na suprotne krajeve stanice nepoznatim mehanizmom. FtsZ proteini se sastavljaju u prsten koji stisne stanicu na dva dijela.
Neki protisti Linearni kromosomi postoje u jezgri. Kromosomi se vežu za nuklearnu ovojnicu, koja ostaje netaknuta. Mitotičko vreteno prolazi kroz ovojnicu i produljuje stanicu. Nema centriola. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Ostali protisti Linearni kromosomi omotani oko histona postoje u jezgri. Mitotičko vreteno nastaje iz centriola i prolazi kroz nuklearnu membranu, koja ostaje netaknuta. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Životinjske stanice Linearni kromosomi postoje u jezgri. Od centrosoma nastaje mitotičko vreteno. Nuklearna ovojnica se otapa. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.

Sažetak odjeljka

I u diobi prokariotske i eukariotske stanice, genomska DNK se replicira, a zatim se svaka kopija dodjeljuje u stanicu kćer. Osim toga, citoplazmatski sadržaj se ravnomjerno dijeli i raspoređuje na nove stanice. Međutim, postoje mnoge razlike između diobe stanica prokariota i eukariota. Bakterije imaju jedan, kružni DNK kromosom, ali nemaju jezgru. Stoga mitoza (kariokineza) nije neophodna u diobi bakterijskih stanica. Bakterijsku citokinezu usmjerava prsten sastavljen od proteina nazvanog FtsZ. Urastanje materijala membrane i stanične stijenke s periferije stanica rezultira stvaranjem septuma koji na kraju konstruira odvojene stanične stijenke stanica kćeri.


Prokariotska stanična dioba

Prokarioti poput bakterija razmnožavaju se binarnom fisijom. Za jednostanične organizme, dioba stanica je jedina metoda za proizvodnju novih jedinki. I u prokariotskim i eukariotskim stanicama, ishod reprodukcije stanica je par stanica kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici. U jednostaničnim organizmima stanice kćeri su jedinke.

Da bi se postigao ishod identičnih stanica kćeri, bitni su neki koraci. Genomska DNK se mora replicirati i zatim rasporediti u stanice kćeri, a sadržaj citoplazme također se mora podijeliti kako bi obje nove stanice dobile stroj za održavanje života. U bakterijskim stanicama genom se sastoji od jednog, kružnog DNA kromosoma, stoga je proces stanične diobe pojednostavljen. Mitoza je nepotrebna jer nema jezgre niti više kromosoma. Ova vrsta stanične diobe naziva se binarna fisija.

Binarna fisija

Proces stanične diobe prokariota, tzv binarna fisija, je manje kompliciran i mnogo brži proces od diobe stanica u eukariota. Zbog brzine diobe bakterijskih stanica, populacije bakterija mogu rasti vrlo brzo. Pojedinačni, kružni DNA kromosom bakterija nije zatvoren u jezgri, već umjesto toga zauzima određeno mjesto, nukleoid, unutar stanice. Kao i kod eukariota, DNA nukleoida povezana je s proteinima koji pomažu u pakiranju molekule u kompaktnu veličinu. Proteini pakiranja bakterija su, međutim, povezani s nekim od proteina uključenih u zbijanje kromosoma eukariota.

Polazna točka replikacije, tj podrijetlo, nalazi se blizu mjesta vezanja kromosoma na plazma membranu ([link]). Replikacija DNK je dvosmjerna – udaljavanje od ishodišta na oba lanca DNK petlje istovremeno. Kako se formiraju nove dvostruke niti, svaka ishodišna točka pomiče se od spoja stanične stijenke prema suprotnim krajevima stanice. Kako se stanica produljuje, rastuća membrana pomaže u transportu kromosoma. Nakon što kromosomi očiste središnju točku duguljaste stanice, počinje odvajanje citoplazme. A septum nastaje između nukleoida od periferije prema središtu stanice. Kada su nove stanične stijenke na mjestu, stanice kćeri se odvajaju.

Aparat mitotičkog vretena Precizno vrijeme i formiranje mitotičkog vretena ključno je za uspjeh diobe eukariotskih stanica. Prokariotske stanice, s druge strane, ne prolaze kroz mitozu i stoga nemaju potrebu za mitotičkim vretenom. Međutim, protein FtsZ koji ima tako vitalnu ulogu u prokariotskoj citokinezi je strukturno i funkcionalno vrlo sličan tubulinu, građevnom bloku mikrotubula koji čine vlakna mitotičkog vretena koja su neophodna za eukariote. Formiranje prstena sastavljenog od ponavljajućih jedinica proteina tzv FtsZ usmjerava podjelu između nukleoida u prokariotima. Formiranje FtsZ prstena pokreće nakupljanje drugih proteina koji rade zajedno na regrutiranju novih materijala membrane i stanične stijenke na mjestu. FtsZ proteini mogu formirati filamente, prstenove i druge trodimenzionalne strukture nalik načinu na koji tubulin formira mikrotubule, centriole i različite komponente citoskeleta. Osim toga, i FtsZ i tubulin koriste isti izvor energije, GTP (gvanozin trifosfat), za brzo sastavljanje i rastavljanje složenih struktura.

FtsZ i tubulin primjer su homologije, strukture koje potječu od istog evolucijskog porijekla. U ovom primjeru, pretpostavlja se da je FtsZ sličan proteinu pretka i modernom FtsZ i tubulinu. Dok su oba proteina pronađena u postojećim organizmima, funkcija tubulina se iznimno razvila i diverzificirala od evolucije od njegovog prokariotskog podrijetla sličnog FtsZ. Pregled strojeva za diobu stanica kod današnjih jednostaničnih eukariota otkriva ključne posredne korake do složenog mitotičkog stroja višestaničnih eukariota ([link]).

Mitotička vretenasta vlakna eukariota sastoje se od mikrotubula. Mikrotubule su polimeri proteina tubulina. FtsZ protein aktivan u diobi stanica prokariota vrlo je sličan tubulinu po strukturama koje može formirati i svom izvoru energije. Jednostanični eukarioti (kao što je kvasac) pokazuju moguće posredne korake između aktivnosti FtsZ tijekom binarne fisije u prokariota i mitotičkog vretena u višestaničnih eukariota, tijekom kojih se jezgra razgrađuje i reformira.
Evolucija mitotičkog vretena
Struktura genetskog materijala Podjela nuklearnog materijala Odvajanje stanica kćeri
Prokarioti Ne postoji jezgra. Jedan, kružni kromosom postoji u području citoplazme zvanom nukleoid. Javlja se binarnom fisijom. Kako se kromosom replicira, dvije kopije se pomiču na suprotne krajeve stanice nepoznatim mehanizmom. FtsZ proteini se sastavljaju u prsten koji stisne stanicu na dva dijela.
Neki protisti Linearni kromosomi postoje u jezgri. Kromosomi se vežu za nuklearnu ovojnicu, koja ostaje netaknuta. Mitotičko vreteno prolazi kroz ovojnicu i produljuje stanicu. Nema centriola. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Ostali protisti Linearni kromosomi postoje u jezgri. Mitotičko vreteno nastaje iz centriola i prolazi kroz nuklearnu membranu, koja ostaje netaknuta. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno. Mitotičko vreteno odvaja kromosome i produljuje stanicu. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Životinjske stanice Linearni kromosomi postoje u jezgri. Od centriola nastaje mitotičko vreteno. Nuklearna ovojnica se otapa. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje ih razdvaja i produljuje stanicu. Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.

Sažetak odjeljka

I u diobi prokariotske i eukariotske stanice, genomska DNK se replicira i svaka kopija se dodjeljuje u stanicu kćer. Sadržaj citoplazme također je ravnomjerno podijeljen na nove stanice. Međutim, postoje mnoge razlike između diobe stanica prokariota i eukariota. Bakterije imaju jedan, kružni DNK kromosom i nemaju jezgru. Stoga mitoza nije potrebna u diobi bakterijskih stanica. Bakterijsku citokinezu usmjerava prsten sastavljen od proteina nazvanog FtsZ. Urastanje materijala membrane i stanične stijenke s periferije stanica rezultira septumom koji na kraju tvori odvojene stanične stijenke stanica kćeri.


Sažetak odjeljka

I u diobi prokariotske i eukariotske stanice, genomska DNK se replicira i svaka kopija se dodjeljuje u stanicu kćer. Sadržaj citoplazme također je ravnomjerno podijeljen na nove stanice. Međutim, postoje mnoge razlike između diobe stanica prokariota i eukariota. Bakterije imaju jedan, kružni DNK kromosom i nemaju jezgru. Stoga mitoza nije potrebna u diobi bakterijskih stanica. Bakterijsku citokinezu usmjerava prsten sastavljen od proteina nazvanog FtsZ. Urastanje materijala membrane i stanične stijenke s periferije stanica rezultira septumom koji na kraju tvori odvojene stanične stijenke stanica kćeri.


Prokariotska stanična dioba

Prokarioti, kao što su bakterije, razmnožavaju se binarnom fisijom. Za jednostanične organizme, dioba stanica je jedina metoda za proizvodnju novih jedinki. I u prokariotskim i eukariotskim stanicama, ishod reprodukcije stanica je par stanica kćeri koje su genetski identične matičnoj stanici. U jednostaničnim organizmima stanice kćeri su jedinke.

Za postizanje ishoda kloniranih potomaka bitni su određeni koraci. Genomska DNK mora se replicirati i zatim rasporediti u stanice kćeri, a sadržaj citoplazme također se mora podijeliti kako bi obje nove stanice dobile stroj za održavanje života. U bakterijskim stanicama genom se sastoji od jednog, kružnog DNK kromosoma, stoga je proces diobe stanice pojednostavljen. Kariokineza je nepotrebna jer nema jezgre i stoga nema potrebe za usmjeravanjem jedne kopije višestrukih kromosoma u svaku ćerku stanicu. Ova vrsta stanične diobe tzv binarna (prokariotska) fisija.

Binarna fisija

Zbog relativne jednostavnosti prokariota, proces stanične diobe, nazvan binarna fisija, manje je kompliciran i mnogo brži proces od diobe stanica u eukariota. Jedinstveni, kružni DNA kromosom bakterija nije zatvoren u jezgri, već umjesto toga zauzima određeno mjesto, nukleoid, unutar stanice ([link]). Iako je DNA nukleoida povezana s proteinima koji pomažu u pakiranju molekule u kompaktnu veličinu, u prokariotima nema histonskih proteina, a time ni nukleosoma. Proteini pakiranja bakterija su, međutim, povezani s proteinima kohezina i kondenzina koji su uključeni u zbijanje kromosoma eukariota.

Bakterijski kromosom je vezan za plazma membranu otprilike na sredini stanice. Polazna točka replikacije, tj podrijetlo, nalazi se blizu mjesta vezanja kromosoma na plazma membranu ([link]). Replikacija DNK je dvosmjerna, udaljavajući se od ishodišta na oba lanca petlje istovremeno. Kako se formiraju nove dvostruke niti, svaka polazna točka pomiče se od pričvršćenja stanične stijenke prema suprotnim krajevima stanice. Kako se stanica produljuje, rastuća membrana pomaže u transportu kromosoma. Nakon što kromosomi očiste središnju točku duguljaste stanice, počinje odvajanje citoplazme. Formiranje prstena sastavljenog od ponavljajućih jedinica proteina tzv FtsZ usmjerava podjelu između nukleoida. Formiranje FtsZ prstena pokreće nakupljanje drugih proteina koji rade zajedno na regrutiranju novih materijala membrane i stanične stijenke na mjestu. A septum nastaje između nukleoida, protežući se postupno od periferije prema središtu stanice. Kada su nove stanične stijenke na mjestu, stanice kćeri se odvajaju.

Aparat mitotičkog vretena Precizno vrijeme i formiranje mitotičkog vretena ključno je za uspjeh diobe eukariotskih stanica. Prokariotske stanice, s druge strane, ne prolaze kroz kariokinezu i stoga nemaju potrebu za mitotičkim vretenom. Međutim, protein FtsZ koji ima tako vitalnu ulogu u prokariotskoj citokinezi je strukturno i funkcionalno vrlo sličan tubulinu, građevnom bloku mikrotubula koji čine vlakna mitotičkog vretena koja su neophodna za eukariote. FtsZ proteini mogu formirati filamente, prstenove i druge trodimenzionalne strukture koje nalikuju načinu na koji tubulin tvori mikrotubule, centriole i različite komponente citoskeleta. Osim toga, i FtsZ i tubulin koriste isti izvor energije, GTP (gvanozin trifosfat), za brzo sastavljanje i rastavljanje složenih struktura.

FtsZ i tubulin su homologne strukture izvedene iz zajedničkog evolucijskog porijekla. U ovom primjeru, FtsZ je protein predak tubulinu (moderni protein). Dok se oba proteina nalaze u postojećim organizmima, funkcija tubulina se iznimno razvila i diverzificirala otkako je evoluirala iz svog FtsZ prokariotskog podrijetla. Pregled komponenata mitotičkog sklopa pronađenih u današnjim jednostaničnim eukariotima otkriva ključne posredne korake do složenih genoma višestaničnih eukariota zatvorenih membranom ([link]).

Aparat za diobu stanica među različitim organizmima
Struktura genetskog materijalaPodjela nuklearnog materijalaOdvajanje stanica kćeri
ProkariotiNe postoji jezgra. Jedan, kružni kromosom postoji u području citoplazme zvanom nukleoid.Javlja se binarnom fisijom. Kako se kromosom replicira, dvije kopije se pomiču na suprotne krajeve stanice nepoznatim mehanizmom.FtsZ proteini se sastavljaju u prsten koji stisne stanicu na dva dijela.
Neki protistiLinearni kromosomi postoje u jezgri.Kromosomi se vežu za nuklearnu ovojnicu, koja ostaje netaknuta. Mitotičko vreteno prolazi kroz ovojnicu i produljuje stanicu. Nema centriola.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Ostali protistiLinearni kromosomi postoje u jezgri.Mitotičko vreteno nastaje iz centriola i prolazi kroz nuklearnu membranu, koja ostaje netaknuta. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.
Životinjske staniceLinearni kromosomi postoje u jezgri.Od centrosoma nastaje mitotičko vreteno. Nuklearna ovojnica se otapa. Kromosomi se vežu za mitotičko vreteno, koje odvaja kromosome i produljuje stanicu.Mikrofilamenti tvore brazdu cijepanja koja stegne stanicu na dva dijela.

Sažetak odjeljka

I u diobi prokariotske i eukariotske stanice, genomska DNK se replicira, a zatim se svaka kopija dodjeljuje u stanicu kćer. Osim toga, citoplazmatski sadržaj se ravnomjerno dijeli i raspoređuje na nove stanice. Međutim, postoje mnoge razlike između diobe stanica prokariota i eukariota. Bakterije imaju jedan, kružni DNK kromosom, ali nemaju jezgru. Stoga mitoza nije potrebna u diobi bakterijskih stanica. Bakterijsku citokinezu usmjerava prsten sastavljen od proteina nazvanog FtsZ. Urastanje materijala membrane i stanične stijenke s periferije stanica rezultira stvaranjem septuma koji na kraju konstruira odvojene stanične stijenke stanica kćeri.


Prokariotski citoskeleti: proteinski filamenti koji organiziraju male stanice

Većina, ako ne i sve, bakterijske i arhealne stanice sadrže barem jedan sustav proteinskih filamenata. Iako ovi sustavi filamenata u nekim slučajevima tvore strukture koje su vrlo slične eukariotskim citoskeletima, izraz 'prokariotski citoskeleti' koristi se za označavanje mnogih različitih vrsta proteinskih filamenata. Citoskeleti ostvaruju svoje funkcije polimerizacijom proteinskih monomera i rezultirajućom sposobnošću pristupa skali duljine većoj od veličine monomera. Prokariotski citoskeleti uključeni su u mnoge temeljne aspekte biologije prokariotske stanice i imaju važnu ulogu u određivanju oblika stanice, diobi stanice i segregaciji nekromosomske DNA. Neki od proteina koji tvore filamente svrstani su u mali broj konzerviranih obitelji proteina, na primjer, gotovo sveprisutne superfamilije tubulina i aktina. Kako bi se razumjelo što filamente čini posebnim i kako citoskeleti koje tvore omogućuju stanicama obavljanje bitnih funkcija, istražena je struktura i funkcija molekula citoskeleta i njihovih filamenata u različitim bakterijama i arhejama. U ovom pregledu objedinjavamo ove podatke kako bismo istaknuli različite načine na koje se linearni proteinski polimeri mogu koristiti za organiziranje drugih molekula i struktura u bakterijama i arhejama.


Metodologije za pripremu prokariotskih ekstrakata za ekspresijske sustave bez stanica

Sustavi bez stanica koji oponašaju bitne stanične funkcije, kao što je ekspresija gena, dramatično su se proširili posljednjih godina, kako u smislu primjene, tako i široko rasprostranjenog usvajanja. Ovdje dajemo pregled metoda staničnih ekstrakata, s posebnim naglaskom na prokariotske sustave. Najprije opisujemo raznolikost Escherichia coli dostupnih genetskih sojeva i njihovu odgovarajuću korisnost. Zatim pratimo povijest metodologije staničnih ekstrakata u posljednjih 20 godina, pokazujući ključna poboljšanja koja snižavaju ulaznu razinu za nove istraživače. Zatim istražujemo uspon novih prokariotskih sustava bez stanica, s pripadajućim metodama i pruženim prilikama. Konačno, koristimo ovu povijesnu perspektivu kako bismo komentirali ulogu poboljšanja metodologije i istaknuli gdje bi daljnja poboljšanja mogla biti moguća.

Ključne riječi: CFE, Cell-Free Expression CFPS, Cell-Free Protein Synthesis Ekspresija bez stanica Ekstrakt bez stanica. Sustavi bez stanica GFP, Green Fluorescent Protein Methods OD, optička gustoća Synthetic biology TFF, Tangential Flow Filtration TXTL, Transkripcija i Translacija.

Izjava o sukobu interesa

ZZS i ACC imaju vlasništvo nad Synvitrobio, Inc. dba Tierra Biosciences, tvrtkom koja komercijalizira primjenu sustava bez stanica.


Ilustrirano izvješće o procjeni stanične biologije

bok, stvarno se mučim s pisanjem evaluacije za svoje ilustrirano izvješće o staničnoj biologiji, čini mi se da je to tako velika tema za sažeti u 400 riječi. svaka pomoć bi bila jako cijenjena. Hvala
ovo su točke koje sam pokrio tijekom izvješća

1. Objašnjavanje osnovne strukture stanice:
&bull Odabrane karakteristike ćelije
&bull Uspoređivanje i suprotstavljanje prokariotskih i eukariotskih stanica i utjecaj virusa&rsquo na njih
&bull Eukariotska substanična struktura i organele
2. Stanični metabolizam:
&bull Uloga stanične membrane u reguliranju načina na koji se hranjive tvari dobivaju i kako se otpadni proizvodi gube
&bull Kako životinjske stanice koriste hranjive tvari kako bi osigurale energiju za rast, kretanje i diobu stanica.
&bull Uloga nukleinskih kiselina u jezgri i citoplazmi.
&bull Sinteza proteina
3. Kako stanice rastu i dijele se u sljedećim situacijama:
&bull Generiranje specijaliziranih tkiva iz embrionalnih matičnih stanica.
&bull Proces interfaze i čimbenici koji pokreću diobu stanica, te njihova važnost.
&bull Kako svaka stanica kćer prima istu genetsku informaciju.
&bull I također uspoređivanje i suprotstavljanje stanica raka s normalnim stanicama.

Nije ono što tražite? Pokušajte&hellip

(Izvorni post od palko123)
bok, stvarno se mučim s pisanjem evaluacije za svoje ilustrirano izvješće o biologiji stanice, čini mi se da je to tako velika tema za sažeti u 400 riječi. svaka pomoć bi bila jako cijenjena. Hvala
ovo su točke koje sam pokrio tijekom izvješća

1. Objašnjavanje osnovne strukture stanice:
&bull Odabrane karakteristike ćelije
&bull Uspoređivanje i suprotstavljanje prokariotskih i eukariotskih stanica i utjecaj virusa&rsquo na njih
&bull Eukariotska substanična struktura i organele
2. Stanični metabolizam:
&bull Uloga stanične membrane u reguliranju načina na koji se hranjive tvari dobivaju i kako se otpadni proizvodi gube
&bull Kako životinjske stanice koriste hranjive tvari kako bi osigurale energiju za rast, kretanje i diobu stanica.
&bull Uloga nukleinskih kiselina u jezgri i citoplazmi.
&bull Sinteza proteina
3. Kako stanice rastu i dijele se u sljedećim situacijama:
&bull Generiranje specijaliziranih tkiva iz embrionalnih matičnih stanica.
&bull Proces interfaze i čimbenici koji pokreću diobu stanica, te njihova važnost.
&bull Kako svaka stanica kćer prima istu genetsku informaciju.
&bull I također uspoređivanje i suprotstavljanje stanica raka s normalnim stanicama.

(Izvorni post od palko123)
bok, stvarno se mučim s pisanjem evaluacije za svoje ilustrirano izvješće o staničnoj biologiji, čini mi se da je to tako velika tema za sažeti u 400 riječi. svaka pomoć bi bila jako cijenjena. Hvala
ovo su točke koje sam pokrio tijekom izvješća

1. Objašnjavanje osnovne strukture stanice:
&bull Odabrane karakteristike ćelije
&bull Uspoređivanje i suprotstavljanje prokariotskih i eukariotskih stanica i utjecaj virusa&rsquo na njih
&bull Eukariotska substanična struktura i organele
2. Stanični metabolizam:
&bull Uloga stanične membrane u reguliranju načina na koji se hranjive tvari dobivaju i kako se otpadni proizvodi gube
&bull Kako životinjske stanice koriste hranjive tvari kako bi osigurale energiju za rast, kretanje i diobu stanica.
&bull Uloga nukleinskih kiselina u jezgri i citoplazmi.
&bull Sinteza proteina
3. Kako stanice rastu i dijele se u sljedećim situacijama:
&bull Generiranje specijaliziranih tkiva iz embrionalnih matičnih stanica.
&bull Proces interfaze i čimbenici koji pokreću diobu stanica, te njihova važnost.
&bull Kako svaka stanica kćer prima istu genetsku informaciju.
&bull I također uspoređivanje i suprotstavljanje stanica raka s normalnim stanicama.

Pozdrav, trenutno radim ovaj zadatak jeste li na kraju zaključili i imate li kakvih savjeta?


5.1 Stanična dioba i stanični ciklus

Vi se sastojite od velikog broja stanica, ali kao i svi drugi organizmi, započeli ste život kao jedna stanica. Kako ste se iz jedne stanice razvili u organizam s trilijunima stanica? Odgovor je podjela stanica. Nakon što stanice narastu do svoje maksimalne veličine, dijele se u dvije nove stanice. Te su nove stanice u početku male, ali brzo rastu i na kraju se dijele i proizvode još novih stanica. Ovaj se proces stalno ponavlja u kontinuiranom ciklusu.

Dijeljenje stanica

Dijeljenje stanica je proces u kojem se jedna stanica, nazvana roditeljska stanica, dijeli i formira dvije nove stanice, koje se nazivaju stanice kćeri. Kako se to događa ovisi o tome je li stanica prokariotska ili eukariotska.

Stanična dioba je jednostavnija kod prokariota nego kod eukariota jer su same prokariotske stanice jednostavnije. Prokariotske stanice imaju jedan kružni kromosom, nemaju jezgru i nekoliko drugih organela. Eukariotske stanice, nasuprot tome, imaju više kromosoma sadržanih unutar jezgre i mnogih drugih organela. Svi ovi dijelovi stanice moraju se duplicirati, a zatim razdvojiti kada se stanica podijeli.

Stanična dioba u prokariota

Većina prokariotskih stanica dijeli se procesom binarna fisija.

Prikazana je bakterijska stanica koja se dijeli na ovaj način Lik ispod. Animaciju binarne fisije možete pogledati i na ovom linku:

Binarna fisija može se opisati kao niz koraka, iako je zapravo kontinuirani proces. Koraci su opisani u nastavku i također ilustrirani u Lik ispod. Oni uključuju replikaciju DNK, segregaciju kromosoma i konačno razdvajanje u dvije stanice kćeri.

  • Korak 1: Replikacija DNK. Neposredno prije nego što se stanica podijeli, njezina se DNK kopira u procesu koji se naziva replikacija DNK. To rezultira dva identična kromosoma umjesto samo jednog. Ovaj korak je neophodan kako bi, kada se stanica podijeli, svaka stanica kćer imala svoj kromosom.
  • Korak 2: Segregacija kromosoma. Dva se kromosoma odvajaju ili razdvajaju i kreću na suprotne krajeve (poznate kao "polovi") stanice. To se događa kada se svaka kopija DNK veže na različite dijelove stanične membrane.
  • Korak 3: Odvajanje. Nova plazma membrana počinje rasti u središte stanice, a citoplazma se razdvaja, formirajući dvije stanice kćeri. Kako se stanica počinje odvajati, novi i izvorni kromosomi se odvajaju. Dvije stanice kćeri koje nastaju genetski su identične jedna drugoj i roditeljskoj stanici. Nova stanična stijenka također se mora formirati oko dviju stanica.

Stanična dioba kod eukariota

Stanična dioba složenija je kod eukariota nego kod prokariota. Prije dijeljenja, sva DNK u višestrukim kromosomima eukariotske stanice se replicira. Njegove organele također su duplicirane. Zatim, kada se stanica podijeli, to se događa u dva glavna koraka:

  • Prvi korak je mitoza, višefazni proces u kojem se jezgra stanice dijeli. Tijekom mitoze, nuklearna membrana se raspada i kasnije se reformira. Kromosomi su također razvrstani i razdvojeni kako bi se osiguralo da svaka stanica kćer dobije kompletan set kromosoma. Mitoza je detaljnije opisana u lekciji "Kromosomi i mitoza".
  • Drugi veliki korak je citokineza. Kao i u prokariotskim stanicama, tijekom ovog koraka citoplazma se dijeli i formiraju se dvije stanice kćeri.

Stanični ciklus

Stanična dioba samo je jedna od nekoliko faza kroz koje stanica prolazi tijekom svog života. The stanični ciklus je ponavljajući niz događaja koji uključuje rast, sintezu DNA i diobu stanica. Stanični ciklus u prokariota je prilično jednostavan: stanica raste, njezina se DNK replicira, a stanica se dijeli. U eukariota je stanični ciklus složeniji.

Eukariotski stanični ciklus

Dijagram u Lik ispod predstavlja stanični ciklus eukariotske stanice. Kao što vidite, eukariotski stanični ciklus ima nekoliko faza. Faza mitoze (M) zapravo uključuje i mitozu i citokinezu. To je kada se jezgra, a zatim citoplazma podijele. Ostale tri faze (G1, S i G2) općenito su grupirane kao međufaza. Tijekom interfaze, stanica raste, obavlja rutinske životne procese i priprema se za diobu. Ove faze su razmotrene u nastavku. Možete gledati kako eukariotska stanica prolazi kroz ove faze staničnog ciklusa na sljedećoj poveznici:

Interfaza

Interfaza eukariotskog staničnog ciklusa može se podijeliti u sljedeće tri faze, koje su predstavljene u Lik iznad:

  • Faza rasta 1 (G1): tijekom ove faze, stanica brzo raste, dok obavlja rutinske metaboličke procese. Također stvara proteine ​​potrebne za replikaciju DNK i kopira neke od njezinih organela u pripremi za staničnu diobu. Stanica obično provodi većinu svog života u ovoj fazi.
  • Faza sinteze (S): tijekom ove faze, DNK stanice se kopira u procesu replikacije DNK.
  • Faza rasta 2 (G2): tijekom ove faze, stanica vrši posljednje pripreme za diobu. Na primjer, stvara dodatne proteine ​​i organele.

Kontrola staničnog ciklusa

If the cell cycle occurred without regulation, cells might go from one phase to the next before they were ready. What controls the cell cycle? How does the cell know when to grow, synthesize DNA, and divide? The cell cycle is controlled mainly by regulatory proteins. These proteins control the cycle by signaling the cell to either start or delay the next phase of the cycle. They ensure that the cell completes the previous phase before moving on. Regulatory proteins control the cell cycle at key checkpoints, which are shown in Lik ispod. There are a number of main checkpoints.

Checkpoints (arrows) in the eukaryotic cell cycle ensure that the cell is ready to proceed before it moves on to the next phase of the cycle.

  • The G1 checkpoint, just before entry into S phase, makes the key decision of whether the cell should divide.
  • The S checkpoint determines if the DNA has been replicated properly.
  • The mitotic spindle checkpoint occurs at the point in metaphase where all the chromosomes should have aligned at the mitotic plate.

Cancer and the Cell Cycle

Rak is a disease that occurs when the cell cycle is no longer regulated. This may happen because a cell’s DNA becomes damaged. Damage can occur due to exposure to hazards such as radiation or toxic chemicals. Cancerous cells generally divide much faster than normal cells. They may form a mass of abnormal cells called a tumor (vidjeti Lik ispod). The rapidly dividing cells take up nutrients and space that normal cells need. This can damage tissues and organs and eventually lead to death.

These cells are cancer cells, growing out of control and forming a tumor. Am I the only one that thinks that picture above is really gross?

TED Ed: How do cancer cells behave differently from healthy ones?

Sažetak lekcije

  • Cell division is part of the life cycle of virtually all cells. It is a more complicated process in eukaryotic than prokaryotic cells because eukaryotic cells have multiple chromosomes and a nucleus.
  • The cell cycle is a repeating series of events that cells go through. It includes growth, DNA synthesis, and cell division. In eukaryotic cells, there are two growth phases, and cell division includes mitosis.
  • The cell cycle is controlled by regulatory proteins at three key checkpoints in the cycle. The proteins signal the cell to either start or delay the next phase of the cycle.
  • Cancer is a disease that occurs when the cell cycle is no longer regulated. Cancer cells grow rapidly and may form a mass of abnormal cells called a tumor.

Pitanja za pregled lekcije

Podsjetiti

1. Describe binary fission.

3. Identify the phases of the eukaryotic cell cycle.

4. What happens during interphase?

Primijenite koncepte

6. How might the relationship between cancer and the cell cycle be used in the search for causes of cancer?

Razmišljajte kritički

7. Cells go through a series of events that include growth, DNA synthesis, and cell division. Why are these events best represented by a cycle diagram?

8. Contrast cell division in prokaryotes and eukaryotes. Why are the two types of cell division different?

9. Explain how the cell cycle is regulated.

10. Why is DNA replication essential to the cell cycle?

Točke za razmatranje

When a eukaryotic cell divides, the nucleus divides first in the process of mitosis.


Gledaj video: Razlike između prokariotske i eukariotske ćelije-Biosoikoslogos (Srpanj 2022).


Komentari:

  1. Aiston

    Good site, but more information needs to be added

  2. Vuzil

    This topic is just amazing :), very interesting to me)))

  3. Mirisar

    Izvrsno, ovo vrlo vrijedno mišljenje

  4. Daibheid

    Nije stručnjak, kojim slučajem?

  5. Ralston

    Baci se na posao, a ne sranja.



Napišite poruku