Mitoz (qadimgi yunoncha μίτος — «ip»), yoki kariokinez (so‘zidan qadimgi yunoncha κάρυον — «yong‘oq» + qadimgi yunoncha κίνησις — «harakat») — bilvosita hujayra bo‘linishi, ya’ni ko‘payishning eukariot hujayralarda eng keng tarqalgan usulidir. Mitozning biologik ahamiyati xromosomalarni qiz yadrolaro‘rtasida teng taqsimlashdan iborat. Bu genetik jihatdan bir xil qiz hujayralarning hosil bo‘lishini ta’minlaydi va hujayra avlodlari orasidagi uzviylikni saqlaydi. Bo‘linishdan oldin har bir xromosoma uzunasiga ikkiga ajralishi tufayli xromosomalar soni ikki baravar ortadi. Shuning uchun har bir qiz hujayraga ona hujayradagi miqdorda xromosomalar o‘tadi.

Mitoz — ontogenezning (individual organizm hayotining) asosiy jarayonlaridan biridir. Mitotik bo‘linish ko‘p hujayrali eukariotlarning to‘qimalaridagi hujayralar sonining ko‘payishi orqali to‘qimalarning. O‘simliklarda o‘simliklarda hosil qiluvchi to‘qimalar (meristemalar) hujayralarining mitotik bo‘linishi natijasida to‘qimalardagi hujayralar soni ortadi. Maydalanish urug‘langan tuxum hujayrada va hayvonlarda ko‘pchilik to‘qimalarning o‘sishida ham mitoz ishtirok etadi.

Mitoz morfologik xususiyatlariga ko‘ra shartli ravishda quyidagi bosqichlarga bo‘linadi: profaza, prometafaza, metafaza, anafaza, telofaza.

Mitoz o‘rtacha 1−2 soat davom etadi. Hayvon hujayralarida mitoz, odatda, 30−60 daqiqa, o‘simlik hujayralarida esa 2−3 soat davom etadi. Inson tanasida 70 yil davomida jami taxminan 10¹⁴ marta hujayra bo‘linishi sodir bo‘ladi.

Mitoz faqat eukariot (yadroli) hujayralarda sodir bo‘ladi. Prokariot (yadrosiz) hujayralar esa boshqa — ikkiga bo‘linishusulida bo‘linadi. Mitoz turli organizmlarda farq qiladi. Masalan, hayvon hujayralarida u «ochiq», zamburug‘ hujayralarida esa — «yopiq» (bunda xromosomalar butunligicha saqlangan hujayra yadrosida ajraladi) bo‘ladi. diplontlarda, jumladan insonda, hayot siklidagi qisqa gaploid bosqich gametalardaniborat bo‘ladi: gametalardan tashqari barcha hujayralar mitoz orqali, gametalar esa meyoz orqalihosil bo‘ladi; gaplontlarda (masalan, bezgak plazmodiysida) hayot siklining asosiy qismi gaploid bosqichdan iborat bo‘lib, diploid faqat zigotabo‘ladi; ularda barcha hujayralar, shu jumladan jinsiy hujayralar mitoz orqali, zigota esa meyoz orqali bo‘linadi.

Mitoz bosqichlarining dastlabki tavsiflari va ketma-ketligini aniqlash ishlari 1870—1890-yillarda olib borilgan. 1870-yillarning oxiri — 1880-yillarning boshlarida nemis gistologi Valter Flemming bilvosita hujayra bo‘linishi jarayonini ifodalash uchun «mitoz» atamasini kiritgan.

Bo‘linayotgan hujayralar yadrolarining xatti-harakati va o‘zgarishlari haqidagi dastlabki to‘liq bo‘lmagan tavsiflar 1870-yillar boshidagi olimlar ishlarida uchraydi. Rus botanigi Edmund Russovning, 1872-yilga oid ishida aniq tavsiflangan va tasvirlangan metafaza va anafaza plastinkalari alohida xromosomalardantashkil topgan. Bir yil o‘tgach, nemis zoologi Anton Shnayder yanada aniqroq, izchilroq, biroq hali to‘liq bo‘lmagan tarzda mitotik bo‘linishni tuxum hujayralari misolida tasvirlagan, xususan, Mesostoma ehrenbergii^{[niderlandcha]}. Uning ishida mitozning asosiy bosqichlari to‘g‘ri ketma-ketlikda tavsiflangan va chizmalar bilan ko‘rsatilgan: profaza, metafaza, anafaza (erta va kechki). 1874-yilda moskvalik botanik I. D. Chistyakov hujayra bo‘linishining ayrim bosqichlarini o‘rgangan — sporalarda plaunlar va qirqbo‘g‘imlarmisolida. Dastlabki yutuqlarga qaramay, Russov ham, Shnayder ham, Chistyakov ham mitotik bo‘linishning aniq va izchil tavsifini bera olmagan.

1875-yilda mitoz haqida batafsilroq tavsiflar berilgan ishlar nashr etilgan. Otto Byuchli bo‘linayotgan tuxum hujayralaridagi sitologik ko‘rinishlarni yumaloq chuvalchanglar va mollyuskalar hamda hasharotlarning spermatozoid hosil qiluvchi hujayralarini tasvirlagan. Eduard Strasburger yashil suvo‘t hujayralaridagi mitotik bo‘linishni o‘rgangan, xususan, spirogira, shuningdek piyoz changining ona hujayralari va plaunningspora hosil qiluvchi ona hujayralarini tadqiq qilgan. Otto Byuchlining ishiga va o‘z izlanishlariga tayangan Eduard Strasburger o‘simlik hamda hayvon hujayralaridagi bo‘linish jarayonlarining umumiyligiga e’tibor qaratgan.

1878-yil oxiri — 1880-yil boshlarida V. Shleyxerning (bo‘linishni o‘rganish — tog‘ay hujayralari, amfibiyalar), V. Flemmingning (turli to‘qimalarda hujayralar ko‘payishi haqida — salamandra va uning lichinkalari), P. I. Peremejko (hujayralar bo‘linishi haqida — epidermis to‘qimasi, lichinkalari — triton). 1879-yilgi ishida Shleyxer hujayra bo‘linishining murakkab jarayonlarini, ya’ni yadro tarkibiy qismlarining harakatini ifodalash uchun «kariokinez» atamasini taklif qilgan. Valter Flemming bilvosita hujayra bo‘linishini birinchi bo‘lib «mitoz» deb atagan va bu atama keyinchalik keng qabul qilingan. Mitozni qiz hujayralar o‘rtasida xromosomalarning taqsimlanishi bilan yakunlanadigan siklik jarayon sifatida ta’riflash ham unga tegishli.

• 
  E. Russovga ko‘ra hujayralarning bo‘linishi (1872)
• 
  E. Strasburgerga ko‘ra hujayralarning bo‘linishi (1875)
• 
  V. Flemmingga ko‘ra hujayralarning bo‘linishi (1882)
• 
  E. B. Uilsonga ko‘ra hujayralarning bo‘linishi (1900)

1880-yilda O. V. Baranetskiy xromosomalarning spiralsimon tuzilishini aniqlagan, ya’ni xromosomalar. Keyingi tadqiqotlarda ularning spirallanishi va spiral holatidan chiqishi haqidagi qarashlar rivojlantirildi. 1900-yillar boshida xromosomalar irsiy axborot tashuvchilari ekani aniqlandi. Bu mitozning genetik jihatdan bir xil qiz hujayralar hosil qilishdan iborat biologik ahamiyatini tushuntirish imkonini berdi.

1970-yillarda hujayralarni turli bosqichlarda qo‘shish bo‘yicha tajribalar orqali mitotik bo‘linish boshqaruvchilarini aniqlash va batafsil o‘rganish boshlandi. Bu tajribalar hujayra sikliningturli bosqichlarida olib borildi. M-bosqichdagi hujayra interfazaning istalgan bosqichidagi hujayraga qo‘shilganida (G₁, S yoki G₂), interfazadagi hujayralar mitotik holatga o‘tgan (xromosomalar zichlasha boshlagan va yadro membranasiparchalangan). Natijada mitoz holatidagi hujayraning sitoplazmasida mitozni rag‘batlantiruvchi omil (yoki omillar), boshqacha aytganda, M-bosqichni rag‘batlantiruvchi omil^[inglizcha] (MPF, inglizchadan inglizcha M-phase-promoting factor, MPF).

«Mitozni rag‘batlantiruvchi omil» dastlab hujayra siklining M-bosqichida bo‘lgan, urug‘lanmagan yetilgan shporali qurbaqaningtuxum hujayralarida aniqlangan. Bunday tuxum hujayra sitoplazmasini ootsitgayuborish uning muddatidan oldin M-bosqichga o‘tishiga va yetilish jarayonining boshlanishiga olib kelgan (dastlab MPF qisqartmasi Maturation promoting factor^[inglizcha], ya’ni «yetilishni rag‘batlantiruvchi omil» ma’nosini bildirgan). Keyingi tajribalarda mitozni rag‘batlantiruvchi omilning universal ahamiyati va evolyutsiya davomida yuqori darajada saqlanganligi aniqlandi: turli organizmlarning mitozdagi hujayralaridan tayyorlangan ekstraktlar (sutemizuvchilar, dengiz tipratikanlari, mollyuskalar, achitqilar) shporali qurbaqa ootsitlariga kiritilganda ularni M-bosqichga o‘tkazgan.

Keyingi tadqiqotlarda mitozni rag‘batlantiruvchi omil siklin va siklinga bog‘liq proteinkinazadaniborat geterodimer kompleks ekani aniqlandi. Siklin barcha eukariotlardauchraydigan boshqaruvchi oqsildir. Uning konsentratsiyasi hujayra sikli davomida davriy ravishda ortib, mitoz metafazasida eng yuqori darajaga yetadi. Anafaza boshlanishida esa siklinning murakkab oqsil komplekslari — proteolitik majmualar, ya’ni proteasomalaryordamida parchalanishi tufayli uning konsentratsiyasi keskin kamayadi. Siklinga bog‘liq proteinkinaza ferment ((fosforilaza) bo‘lib, oqsillarni ATF dan fosfat guruhini aminokislotalar — serin va treoningako‘chirish orqali o‘zgartiradi. Shunday qilib, mitotik bo‘linishning asosiy boshqaruvchisi vazifasi va tuzilishi aniqlangach, mitozning nozik tartibga solish mexanizmlarini o‘rganish boshlandi va bu tadqiqotlar hozirgacha davom etmoqda.

Barcha eukariot hujayralar bo‘linishi maxsus bo‘linish apparatining shakllanishi bilan bog‘liq. Mitotik bo‘linishda ko‘pincha sitoskelet tuzilmalar faol qatnashadi. Hayvon va o‘simlik hujayralari uchun umumiy tuzilma — ikki qutbli mitotik urchuqdir. Bo‘linish urchug‘i xromosomalarning bo‘linish qutblari o‘rtasida mutlaqo teng taqsimlanishini ta’minlaydi. Telofazada aynan shu qutblar yaqinida qiz hujayralarning yadrolari shakllanadi.

Sitoskeletning yana bir muhim tuzilmasi sitoplazmaning (bo‘linishi (sitokinez) va shunga ko‘ra hujayra organoidlariningtaqsimlanishiga javobgar. Hayvon hujayralarida sitokinez aktin va miozin filamentlaridanKo‘pchilik yuksak o‘simliklar hujayralarida qattiq hujayra devori mavjudligi sababli sitokinez ikkita qiz hujayra o‘rtasidagi tekislikda hujayra plastinkasi hosil bo‘lishi orqali kechadi. Yangi hujayra to‘sig‘i paydo bo‘ladigan joy oldindan aktin mikrofilamentlaridan, aktin hujayra to‘siqlari shakllanishida ham zamburug‘lardaishtirok etgani sababli, u barcha eukariotlarda sitokinezni yo‘naltirishi mumkin.

Bo‘linish urchug‘i

Asosiy maqola: Bo‘linish urchug‘i

Bo‘linish urchug‘i profazada shakllana boshlaydi. Bunda urchuqning qutb tanachalari (qutblari) va xromosomalarning kinetoxorlari ishtirok etadi. Ikkalasi ham mikronaychalar — — biopolimerlarbilan ta’sirlashadi, ular tubulinsubbirliklaridan tashkil topgan. Ko‘plab eukariot hujayralarda asosiy mikronaychalarni tashkil etish markazi (MTOM) sentrosoma bo‘lib, u amorf fibrillyar material to‘plamidan iborat. Ko‘pchilik hayvon hujayralarida sentrosoma tarkibiga juft sentriolalarham mavjud. Interfazada, odatda, hujayra yadrosi yonida joylashgan MTOM hujayra chetlariga tomon tarqaladigan mikronaychalarning o‘sishini boshlaydi va sitoskeletnihosil qiladi. S-bosqichida sentrosoma materiali ikki baravar ko‘payadi, mitoz profazasida esa qiz sentrosomalar bir-biridan uzoqlasha boshlaydi. Ulardan o‘sib chiqqan mikronaychalar o‘zaro tutashguncha uzayadi, shundan so‘ng sentrosomalar ajraladi. Keyin prometafazada yadro membranasi parchalangach, mikronaychalar yadro joylashgan sohaga kirib, xromosomalar bilan ta’sirlashadi. Endi ikkala qiz sentrosoma urchuq qutblari deb ataladi.

Morfologiyasiga ko‘ra mitotik urchuqning ikki turi farqlanadi: astral (konvergent) va anastral (divergent).

Hayvon hujayralariga xos astral mitotik shaklda urchuq qutblarida mikronaychalar bir joyga yig‘iladigan (konvergensiya qiladigan) kichik sohalar bo‘ladi. Astral urchuq qutblarida joylashgan sentrosomalar ko‘pincha sentriolalarnio‘z ichiga oladi. Bo‘linish qutblaridan urchuq tarkibiga kirmaydigan radial mikronaychalar barcha yo‘nalishlarga tarqalib, yulduzsimon sohalar — sitasterlarni hosil qiladi.

Anastral mitotik shakl urchuqning keng qutb sohalari — qutb qalpoqchalari bilan ajralib turadi; ularning tarkibida sentriolalar bo‘lmaydi. Bunda mikronaychalar qutb qalpoqchalarining butun sohasidan keng yoyilib (divergensiya qilib) tarqaladi. Bu turda sitasterlar ham bo‘lmaydi. Anastral mitotik urchuq, asosan, yuksak o‘simliklarning bo‘linayotgan hujayralariga xos, biroq ayrim hayvon hujayralarida ham uchraydi.

Mitozning o‘zi ko‘pincha nisbatan tez kechadi. O‘rtacha 1—2 soat davom etib, hujayra sikli vaqtining atigi 10 % ini egallaydi. Masalan, o‘simlik ildizidagi meristema hujayralarida interfaza 16—30 soat, mitoz 1—3 soat davom etadi. Sichqonlarda esa epiteliy hujayralarining ichak sichqon to‘qimalarida interfaza taxminan 20—22 soat, mitoz 1 soat davom etadi. hayvon hujayralarida mitoz odatda 30—60 daqiqa davom etadi, o‘simlik hujayralarida esa o‘rtacha 2—3 soat. Biroq aks holatlar ham uchraydi: masalan, hayvon hujayralarida mitoz 3,8 soatga cho‘zilishi mumkin (sichqon epidermisi ). Ayrim o‘simlik organizmlarida esa mitoz atigi 5 daqiqa davom etadi (Chilomonas). Eng jadal mitoz embrion hujayralarda (10—40 daqiqa bo‘linayotgan tuxum hujayralarda) kuzatiladi.).

Mitoz davomiyligi ko‘plab omillarga: bo‘linayotgan hujayraning kattaligi, ploidligiva yadrolarsoniga bog‘liq. Hujayra bo‘linishi tezligi, shuningdek, uning ixtisoslashish darajasi va bajaradigan vazifalariga bog‘liq. Masalan, neyronlar yoki insonning skelet mushagi hujayralari umuman bo‘linmaydi; jigar hujayralari odatda bir yoki ikki yilda bir marta, ayrim ichak epiteliy hujayralari esa bir sutkada 2 martadan ko‘proq bo‘linadi.

Hujayra bo‘linish tezligi tashqi muhit sharoitlariga, xususan, haroratga bog‘liq. Harorat fiziologik chegaralarda ko‘tarilsa, mitoz tezlashadi. Bu odatiy qonuniyat bilan izohlanadi — kimyoviy reaksiyalar kinetikasi.

Hujayra siklining hujayra bo‘linishiga mos davri M-bosqich («mitoz» so‘zidan) deb ataladi. M-bosqich shartli ravishda bir-biriga uzluksiz o‘tuvchi oltita bosqichga ajratiladi. Dastlabki beshtasi — profaza, prometafaza (metakinez), metafaza, anafaza va telofaza (yoki sitotomiya) — mitozni tashkil etadi. Anafazada boshlanadigan sitoplazma bo‘linishi, ya’ni sitokinez mitotik sikl tugaguncha davom etadi va odatda telofaza tarkibida ko‘rib chiqiladi.

Alohida bosqichlar turli davomiylikka ega bo‘lib, to‘qima turi, organizmning fiziologik holati va tashqi omillarga qarab o‘zgaradi. Hujayra ichidagi sintez bilan bog‘liq bosqichlar — profaza (2—270 daqiqa) va telofaza (1,5—140 daqiqa) eng uzoq davom etadi. Xromosomalar harakatlanadigan metafaza (0,3—175 daqiqa) va anafaza (0,3—122 daqiqa) nisbatan tez kechadi. Xromosomalarning bevosita qutblarga ajralishi odatda 10 daqiqadan oshmaydi.

Preprofaza

Asosiy maqola: Preprofaza

Preprofaza — o‘simlik hujayrasi mitozining qo‘shimcha bosqichini bildiruvchi, kam qo‘llanadigan atama. Uning asosiy hodisalari: preprofaza halqasining shakllanishi, fragmosoma hosil bo‘lishi va yadro atrofida mikronaychalar hosil bo‘lishining boshlanishi. «Preprofaza» atamasi mavjud bo‘lsa-da, bu hodisalar ko‘pincha G₂ bosqichi yoki profaza tarkibida ko‘rib chiqiladi.

Ko‘p vakuolalihujayralarda preprofaza davomida fragmosoma — o‘simlik hujayrasining bo‘linish tekisligini belgilovchi tuzilmalardan biri hosil bo‘ladi. Fragmosoma — hujayraning bo‘linish tekisligida vakuolani kesib o‘tadigan sitoplazma qatlami. Yirik markaziy vakuolali hujayralarda yadro odatda chetda joylashadi. Preprofazada u fragmosoma sohasiga ko‘chadi. Yadro harakatlanganda vakuolani sitoskeletelementlarini saqlovchi sitoplazma tasmalari kesib o‘tadi. Fragmosoma ichida mitotik urchuq ham shakllanadi. Sitokinez vaqtida fragmosoma sohasida fragmoplast va yangi hujayra devori.

hosil bo‘ladi. Fragmosoma bilan bir vaqtda preprofaza halqasishakllanadi va ikkala tuzilma bir tekislikda joylashadi. Preprofaza halqasi — o‘simlik hujayrasining bo‘linish tekisligida, hujayra membranasi yaqinida to‘plangan mikronaychalar va aktin filamentlarining halqasimon tuzilmasi. Yadro halqaning markazida joylashib, u bilan radial mikronaychalar orqali bog‘lanadi. Tashqi ko‘rinishidan bu tuzilma gardishi va kegaylari mikronaychalar hamda aktin filamentlaridan iborat, markazida yadro bo‘lgan g‘ildirakka o‘xshaydi. Halqa tarkibida endoplazmatik to‘r va Golji apparati pufakchalari ham ko‘p bo‘ladi..

Preprofaza halqasi mitoz profazasidan oldin shakllanadi. Profaza boshlangach, halqa mikronaychalari depolimerlanib, bo‘linish urchug‘ining hosil bo‘lishida qatnashadi. Preprofaza halqasining vazifalari hali aniqlanmagan. Biroq o‘simlik hujayrasida sitokinez ushbu halqaning joylashuvi belgilagan tekislikda sodir bo‘lishi kuzatilgan. Simmetrik bo‘linishda halqa o‘rtada, assimetrik bo‘linishda esa hujayraning bir chetiga yaqin joyda shakllanadi.

Profaza

Asosiy maqola: Profaza

Profazaning asosiy hodisalari — yadro ichida xromosomalarning zichlashishi va hujayra sitoplazmasida bo‘linish urchug‘ining shakllanishi. Profazada yadrochaning parchalanishi odatiy belgi bo‘lsa-da, barcha hujayralar uchun majburiy emas.

Profaza boshlanishi deb odatda yadro ichidagi xromatinzichlashishi natijasida mikroskopda ko‘rinadigan xromosomalar paydo bo‘ladigan vaqt olinadi. Xromosomalarning zichlashishi DNKning ko‘p darajali spirallanishi orqali sodir bo‘ladi. Bunga fosforilazalarfaolligining ortishi hamroh bo‘ladi. Ular gistonlarnio‘zgartiradi. Gistonlar DNKning joylashuvida bevosita qatnashadi. Natijada xromatinning transkripsion faolligi keskin kamayadi, yadrochaning genlarifaolsizlanadi, yadrocha oqsillarining aksariyati ajraladi. Erta profazada zichlashayotgan opa-singil xromatidalar butun uzunligi bo‘ylab kogezin oqsillariyordamida birikib turadi. Prometafaza boshida ular faqat sentromera sohasida bog‘langan bo‘ladi. Kechki profazada har bir opa-singil xromatida sentromerasida kinetoxorlar yetilib, prometafazada xromosomalarning urchuq mikronaychalariga birikishini ta’minlaydi.

Yadroda xromosomalar zichlashishi bilan bir vaqtda sitoplazmada mitotik urchuq — xromosomalarni qiz hujayralar o‘rtasida taqsimlaydigan apparatning asosiy tuzilmalaridan biri. Barcha eukariot hujayralarda bo‘linish urchug‘ining hosil bo‘lishida qutb tanachalari (sentrosomalar), mikronaychalar va kinetoxorlar ishtirok etadi.

Profazada mitotik urchuq shakllanishi bilan mikronaychalarning dinamik xususiyatlari keskin o‘zgaradi. O‘rtacha mikronaychaning yarim yashash vaqti taxminan 20 baravar kamayib, interfazadagi 5 daqiqadan 15 soniyagacha tushadi. Biroq mikronaychalar o‘sish tezligi interfazadagiga nisbatan taxminan 2 baravar oshadi. Polimerlanayotgan musbat («+») uchlar dinamik beqaror bo‘lib, bir maromdagi o‘sishdan keskin qisqarishga o‘tadi; bunda ko‘pincha butun mikronaycha depolimerlanadi. Mitotik urchuqning to‘g‘ri ishlashi uchun mikronaychalarning yig‘ilishi va depolimerlanishi muvozanati zarur: barqarorlashgan yoki butunlay depolimerlangan mikronaychalar xromosomalarni harakatlantira olmaydi.

Urchuq iplarini tashkil etadigan mikronaychalar dinamikasidagi o‘zgarishlar bilan birga profazada bo‘linish qutblari ham shakllanadi. S-bosqichida ikki baravar ko‘paygan sentrosomalar bir-biriga qarab o‘suvchi qutb mikronaychalarining o‘zaro ta’siri tufayli qarama-qarshi tomonlarga ajraladi. Mikronaychalarning manfiy uchlari («−»-uchlar) sentrosomaning amorf moddasiga botgan, ularning polimerlanishi esa hujayraning ekvatorial tekisligiga yo‘nalgan musbat uchlarida kechadi. Qutblarning ajralish mexanizmi quyidagicha tushuntiriladi: dineinga o‘xshash oqsillar qutb mikronaychalarining o‘suvchi musbat uchlarini parallel yo‘nalishga moslaydi, kinezinga o‘xshash oqsillar esa ularni bo‘linish qutblari tomon suradi.

Xromosomalarning zichlashishi va mitotik urchuqning shakllanishi bilan bir vaqtda profazada endoplazmatik to‘rmayda vakuolalargaparchalanib, ular hujayra chetlariga tarqaladi. Shu paytda ribosomalar endoplazmatik to‘r membranalari bilan bog‘lanishini yo‘qotadi. Golji apparati sisternalari ham yadro atrofidagi joylashuvini o‘zgartiradi: alohida diktiosomalargaajralib, sitoplazmada tartibsiz tarqaladi.

Prometafaza

Asosiy maqola: Prometafaza

Profazaning tugashi va prometafazaning boshlanishi odatda yadro membranasining parchalanishi bilan belgilanadi. Bir qator oqsillar — laminlar fosforillanadi, natijada yadro qobig‘i mayda vakuolalarga parchalanadi va yadro teshiklari komplekslari yo‘qoladi. Yadro membranasi parchalangach, xromosomalar yadro hududida tartibsiz joylashadi. Ko‘p o‘tmay ularning barchasi harakatlana boshlaydi.

Prometafazada xromosomalar jadal, ammo tartibsiz harakatlanadi. Dastlab ayrim xromosomalar eng yaqin mitotik urchuq qutbiga 25 mkm/daqiqagacha tezlikda siljiydi. Bo‘linish qutblari yaqinida urchuq mikronaychalarining yangi hosil bo‘lgan musbat uchlari xromosoma kinetoxorlari bilan ta’sirlashish ehtimoli ortadi. Shu ta’sir natijasida kinetoxor mikronaychalari (kinetoxorga bog‘langan mikronaychalar) o‘z-o‘zidan depolimerlanishdan barqarorlashadi, ularning o‘sishi esa ularga birikkan xromosomaning qutbdan urchuqning ekvatorial tekisligi tomon siljishini qisman ta’minlaydi. Boshqa tomondan, xromosomaga mitotik urchuqning qarama-qarshi qutbidan kelgan mikronaychalar yetib keladi. Ular kinetoxor bilan ta’sirlashib, xromosoma harakatida qatnashadi. Natijada opa-singil xromatidalar urchuqning qarama-qarshi qutblariga bog‘lanadi. Har xil qutblardan kelgan mikronaychalarning kuchi ularning kinetoxor bilan bog‘lanishini barqarorlashtiribgina qolmay, oxir-oqibat har bir xromosomani metafaza plastinkasi.

tekisligiga keltiradi. Sutemizuvchilar hujayralarida prometafaza odatda 10—20 daqiqa davom etadi. neyroblastlarda chigirtka bu bosqich 4 daqiqa, endospermda Haemanthus va fibroblastlarda triton esa taxminan 30 daqiqa davom etadi. Achitqi hujayralarida bo‘linish davomida yadro qobig‘i saqlanib qolgani sababli profaza va prometafazani aniq ajratib bo‘lmaydi. Xuddi shunday, yadro membranasining qisman yoki kechroq parchalanishi Drosophila va C. eleganshujayralarida ham bu bosqichlarni ajratishni qiyinlashtiradi. Bunday hollarda mitozning barcha dastlabki hodisalarini tavsiflash uchun umumiy «profaza» atamasi ishlatiladi.

Metafaza

Asosiy maqola: Metafaza

Prometafaza tugaganda xromosomalar butun hujayraning emas, balki urchuqning ekvatorial tekisligida ikkala qutbdan taxminan teng masofada joylashib, metafaza (ekvatorial) plastinkasinihosil qiladi. Hayvon hujayralarida metafaza plastinkasidagi xromosomalar odatda tartibli joylashadi: sentromera qismlari urchuq markaziga, yelkalari esa hujayra chetiga qaragan bo‘ladi («ona yulduz» shakli). O‘simlik hujayralarida xromosomalar ko‘pincha urchuq ekvatorida qat’iy tartibsiz joylashadi. Achitqi hujayralarida esa ular ekvatorial tekislikda saf tortmaydi, balki bo‘linish urchug‘i tolalari bo‘ylab ixtiyoriy joylashadi.

Metafaza mitoz davrining katta qismini egallaydi va nisbatan barqaror holat bilan tavsiflanadi. Bu vaqt davomida xromosomalar kinetoxor mikronaychalarining muvozanatlashgan tortish kuchlari hisobiga urchuqning ekvatorial tekisligida saqlanadi. Ular metafaza plastinkasi tekisligida kichik amplitudali tebranma harakatlar qiladi.

Metafazada ham mitozning boshqa bosqichlaridagi kabi urchuq mikronaychalari tubulinmolekulalarining faol yig‘ilishi va depolimerlanishi orqali uzluksiz yangilanadi. Kinetoxor mikronaychalari tutamlari qisman barqarorlashganiga qaramay, qutblararo mikronaychalar doimiy qayta tuziladi va ularning soni metafazada eng yuqori darajaga yetadi.

Metafaza oxirida opa-singil xromatidalar aniq ajralib ko‘rinadi; ular faqat sentromera qismlarida bog‘lanib qoladi. Xromatida yelkalari bir-biriga parallel joylashib, ularni ajratib turuvchi tirqish yaqqol ko‘rinadi.

Anafaza

Asosiy maqola: Anafaza

Anafaza — mitozning eng qisqa bosqichi. U opa-singil xromatidalarning to‘satdan ajralishi va hujayraning qarama-qarshi qutblari tomon tarqalishi bilan boshlanadi. Xromatidalar 0,5—2 mkm/daqiqagacha (0,2—5 mkm/daqiqa) bir maromdagi tezlikda ajraladi va ko‘pincha V shaklini oladi. Ularning harakati xromosoma boshiga taxminan 10⁻⁵ din kuch ta’sirida sodir bo‘ladi. Bu xromosomani sitoplazma bo‘ylab kuzatilgan tezlikda shunchaki surish uchun zarur kuchdan 10 000 baravar katta.

Odatda anafazada xromosomalarning ajralishi nisbatan mustaqil ikki jarayon — A anafaza va B anafazadan iborat.

A anafazada opa-singil xromatidalar hujayraning qarama-qarshi qutblariga ajraladi. Ularning harakatini avval xromosomalarni metafaza plastinkasida ushlab turgan kuchlar ta’minlaydi. Xromatidalar ajralishi bilan birga depolimerlanayotgan kinetoxor mikronaychalari qisqaradi. Ularning parchalanishi asosan (80 %) kinetoxor yaqinidagi musbat uchlarda sodir bo‘ladi (profaza boshidan anafaza boshlanguncha bu uchlarda tubulin subbirliklari yig‘ilishi ustun bo‘lgan). Ehtimol, kinetoxorlar yoki bo‘linish qutblari yonida mikronaychalarning depolimerlanishi opa-singil xromatidalar harakati uchun zarur: chunki mikronaychalarni barqarorlashtiradigan taksol yoki og‘ir suv (D₂O) qo‘shilganda ularning harakati to‘xtaydi. A anafazada xromosomalar ajralishining asosiy mexanizmi hali noma’lum.

B anafazada hujayraning bo‘linish qutblari bir-biridan uzoqlashadi. A anafazadan farqli ravishda, bu qutb mikronaychalarining musbat uchlarida yig‘ilishiga bog‘liq. Urchuqning polimerlanayotgan antiparallel tolalari o‘zaro ta’sirlashib, qutblarni itaruvchi kuchni hosil qiladi. Qutblarning nisbiy siljish masofasi va hujayra ekvatorida qutb mikronaychalarining bir-birini qoplash darajasi turlar orasida sezilarli farq qiladi. Bunga qo‘shimcha ravishda, astral mikronaychalar orqali qutblarga tortuvchi kuchlar ham ta’sir qiladi. Bu kuchlar dineinga o‘xshash oqsillarning hujayra plazmatik membranasi bilan ta’sirlashishi natijasida yuzaga keladi.

Anafazani tashkil etadigan bu ikki jarayonning ketma-ketligi, davomiyligi va nisbiy hissasi nihoyatda turlicha bo‘lishi mumkin. Sutemizuvchi hujayralarida B anafaza xromatidalar qarama-qarshi qutblarga ajrala boshlagach darhol boshlanib, mitotik urchuq metafazadagiga nisbatan 1,5—2 baravar uzayguncha davom etadi. Boshqa hujayralarda (masalan, achitqilarda) B anafaza xromatidalar qutblarga yetib kelgandan keyingina boshlanadi. Ayrim sodda hayvonlarda B anafazada urchuq metafazadagiga nisbatan 15 baravar uzayadi. O‘simlik hujayralarida B anafaza mavjud emas.

Telofaza

Asosiy maqola: Telofaza

Telofaza ( yunoncha τέλος — «oxir») mitozning yakuniy bosqichi hisoblanadi. Uning boshlanishi sifatida ajralgan opa-singil xromatidalar hujayraning qarama-qarshi qutblarida to‘xtagan lahza olinadi. Erta telofazada xromosomalar zichligi kamayib, hajmi ortadi. Bir joyga to‘plangan xromosomalar atrofida membrana pufakchalari qo‘shila boshlaydi va yadro qobig‘i qayta hosil bo‘ladi. Yangi qiz yadrolar membranalarining materiali ona hujayraning avval parchalangan yadro membranasi bo‘laklari va endoplazmatik to‘relementlaridan olinadi. Alohida pufakchalar xromosoma yuzasiga birikib, o‘zaro qo‘shiladi. Tashqi va ichki yadro membranalari asta-sekin qayta tiklanadi, yadro laminasi va yadro teshiklariham qayta hosil bo‘ladi. Yadro qobig‘i tiklanganda membrana pufakchalari xromosomalar yuzasiga nukleotidlarningmuayyan ketma-ketligini tanimasdan birikishi mumkin. Tajribalarda yadro membranasi istalgan organizm, hatto bakteriya virusiDNKsi atrofida ham tiklanishi aniqlangan. Qayta shakllangan yadrolarda xromatin tarqoq holga o‘tadi, RNKsintezi tiklanadi va yadrochalar.

ko‘rina boshlaydi. Telofazada qiz hujayra yadrolari hosil bo‘lishi bilan birga bo‘linish urchug‘i mikronaychalari qismlarga ajralib, parchalanadi. Depolimerlanish bo‘linish qutblaridan hujayra ekvatori tomon, manfiy uchlardan musbat uchlarga qarab kechadi. Eng uzoq saqlanib qoladigan mikronaychalar urchuqning o‘rtasida joylashib, Flemming qoldiq tanachasini.

hosil qiladi.

Sitokinez Asosiy maqola:

Telofazaning tugashi odatda ona hujayra tanasining ajralishi — sitokinez (sitotomiya) bilan bir vaqtda ro‘y beradi. Natijada ikki yoki undan ortiq qiz hujayra hosil bo‘ladi. Sitoplazmani ajratadigan jarayonlar anafazaning o‘rtalaridayoq boshlanib, telofaza tugagach ham davom etishi mumkin. Mitoz har doim sitoplazma bo‘linishi bilan birga kechmaydi. Shuning uchun sitokinez mitotik bo‘linishning alohida bosqichi sifatida tasniflanmaydi va odatda telofazaning bir qismi deb qaraladi.

Sitokinezning ikki asosiy turi farqlanadi: hujayraning ko‘ndalang bo‘g‘ilishi orqali ajralishi (asosan, hayvon hujayralariga xos) va qattiq hujayra devori). Hujayraning bo‘linish tekisligi mitotik urchuqning joylashuviga qarab belgilanadi va urchuqning uzun o‘qiga tik yo‘nalishda o‘tadi.

Hujayraning ko‘ndalang bo‘g‘ilishi orqali bo‘linishida sitoplazmaning ajraladigan joyi anafazadayoq belgilanadi. Metafaza plastinkasi tekisligida hujayra membranasi ostida aktin va miozin filamentlaridaniborat qisqaruvchan halqa paydo bo‘ladi. Uning faoliyati natijasida bo‘linish egatchasi hosil bo‘lib, hujayra to‘liq ajralguncha chuqurlashib boradi. Sitokinez tugagach, qisqaruvchan halqa butunlay parchalanadi, plazmatik membrana esa zich matriks moddasi bilan birga qadoqlangan ikki guruh qutb mikronaychalarining qoldiqlaridan tashkil topgan Flemming qoldiq tanachasi atrofida tortilib yopiladi.

Hujayra plastinkasi hosil bo‘lishi orqali bo‘linish membrana bilan o‘ralgan mayda pufakchalarning hujayra ekvatori tomon siljishidan boshlanadi. Ular qo‘shilib, disk shaklidagi membranali tuzilma — dastlabki hujayra plastinkasini hosil qiladi. Mayda pufakchalar asosan Golji apparatidan kelib, bo‘linish urchug‘ining qoldiq qutb mikronaychalari bo‘ylab ekvator tomon siljiydi. Bu mikronaychalar fragmoplastdeb ataladigan silindrsimon tuzilmani hosil qiladi. Hujayra plastinkasi kengaygani sari dastlabki fragmoplast mikronaychalari hujayra chetiga siljiydi. Yangi membrana pufakchalari hisobiga plastinka ona hujayra membranasi bilan yakuniy qo‘shilguncha o‘sadi. Qiz hujayralar to‘liq ajralgach, plastinkada sellyuloza mikrofibrillalarito‘planib, qattiq hujayra devorining hosil bo‘lishi yakunlanadi.

Mitozni boshqaradigan asosiy mexanizmlar fosforillanish va proteolizjarayonlaridir. Fosforillanish va defosforillanishning qaytar reaksiyalari urchuqning yig‘ilishi/parchalanishi yoki yadro qobig‘ining parchalanishi/tiklanishi kabi qaytar hodisalarni ta’minlaydi. Proteoliz esa anafazada opa-singil xromatidalarning ajralishi yoki mitozning oxirgi bosqichlarida mitotik siklinlarning yemirilishi kabi qaytmas hodisalarning asosini tashkil qiladi.

Nazorat nuqtalari

Mitozning boshqarilishini o‘rganishda mitotik bo‘linishni shartli ravishda ikki davrga ajratish mumkin: profaza boshlanishidan anafazagacha va anafazadan telofaza oxirigacha. Har bir davr hujayra siklining nazorat nuqtasidan.

o‘tish bilan boshlanadi. Birinchi nazorat nuqtasi G₂ bosqichidan M-bosqichiga o‘tishdir. G₂/M nazorat nuqtasidan o‘tishning asosiy sharti — DNK replikatsiyasiningtugallanganligi. Ko‘pchilik eukariotlarda DNK shikastlangan yoki replikatsiya tugallanmagan bo‘lsa, mitoz boshlanishi to‘xtatiladi. Profaza boshidan metafaza oxirigacha bo‘lgan hodisalar mitotik siklinlar va siklinga bog‘liq kinazalardan (inglizcha M-Cdk).

iborat oqsil komplekslari ishtirokida boshlanadi va kechadi. Ikkinchi nazorat nuqtasi metafaza va anafaza chegarasida joylashgan. Bu yerda asosiy ko‘rsatkich — bo‘linish urchug‘ining holati: barcha eukariotlarda urchuqda nuqson bo‘lsa, anafazaga o‘tish to‘xtatiladi. Anafaza hodisalarining asosiy faollashtiruvchisi ubikvitinligaza APC^Cdc20.

Mitozning asosiy boshqaruvchilari

Siklin-kinazalar

Profaza–metafaza hodisalarini boshlovchi mitozning asosiy faollashtiruvchilari siklin-kinaza komplekslaridir (inglizcha M-Cdk). Ular ikki subbirlikdan tashkil topgan geterodimerlar: boshqaruvchi — mitotik siklin (inglizcha M cyclin) va katalitik — siklinga bog‘liq kinaza (inglizcha Cdk — cyclin-dependent kinase).

Barcha eukariotlarda mitozni boshqarishda Cdk1 siklinga bog‘liq kinaza qatnashadi. Bu ferment (fosforilaza) oqsillarni ATFdan serin va treonin aminokislotalariga fosfat guruhini o‘tkazish orqali o‘zgartiradi. Cdk1 konsentratsiyasi butun hujayra siklida o‘zgarmaydi, shu sababli uning mitozdagi faolligi asosan mitotik siklin bilan bog‘lanishiga bog‘liq. Mitoz yaqinlashgani sari mitotik siklinlar konsentratsiyasi ortib, metafazada eng yuqori darajaga yetadi. Turli taksonlarga turlicha mitotik siklinlar xos. Masalan, kurtaklanuvchi achitqilarda Clb1, 2, 3 va 4 siklinlari, drozofilada A, B, B3 siklinlari, umurtqalilarda esa B siklini mitozni boshqaradi.

Siklin-kinazalar faolligining boshqaruvchilari

Mitotik siklinlar G₂bosqichidayoq to‘plana boshlaydi. Siklinlar konsentratsiyasining ortishi ularga mos genlarning transkripsiyasi hisobiga yuz beradi. Yangi hosil bo‘lgan siklinlar darhol faol bo‘lmagan Cdk1 kinazasiga birikadi. Biroq hosil bo‘lgan siklin-kinaza komplekslari mitoz faollashguncha faol bo‘lmagan holatda qoladi. G₂ bosqichida M-Cdk1 komplekslari faolligi Cdk1 molekulasining ingibitor fosforillanishi orqali cheklanadi. Cdk1 ning susaytirilishiga Wee1 oilasi proteinkinazalari javobgar. Natijada mitoz boshlanishiga kelib hujayrada ko‘p miqdorda faol bo‘lmagan M-Cdk1 komplekslari to‘planadi.

Molekulyar darajada profaza boshlanishi M-Cdk1 kinaza komplekslarining keskin faollashishi bilan belgilanadi. M-Cdk1 faolligining sakrab oshishi asosida kamida ikkita o‘zaro bog‘langan hodisa yotadi. Birinchidan, profaza boshlanishiga yaqin M-Cdk1 kompleksidan ingibitor fosfat guruhlarini ajratadigan Cdc25 oilasi fosfatazalari faollashadi. Ikkinchidan, shu tarzda faollashgan M-Cdk1 kinazalari musbat teskari aloqazanjiriga qo‘shiladi: ular fosforillanish orqali Cdc25 oilasidagi o‘z faollashtiruvchilarini rag‘batlantirib, Wee1 oilasidagi o‘z ingibitorlarini susaytiradi. Natijada profaza boshida Wee1 ingibitorlarining faolligi kamayishi bilan bir vaqtda Cdc25 fosfatazalari va M-Cdk1 siklin-kinazalarining faolligi birgalikda ortadi. Demak, mitoz faollashuvi asosida musbat teskari aloqa tamoyili yotadi. Biroq mitozni boshlovchi mexanizmlar haqida ma’lumotlarga qaramay, Cdc25 yoki Cdk1 ni dastlab qaysi signal faollashtirib, musbat teskari aloqa zanjirini ishga tushirishi hozircha noma’lum.

Polo va Aurora tipidagi kinazalar

Mitoz hodisalarini boshqarishda siklinga bog‘liq kinazalardan tashqari kamida yana ikki turdagi kinazalar: Polo tipidagi kinazalar va Aurora oilasi kinazalari ham qatnashadi. Polo tipidagi kinazalar (inglizcha polo-like kinase, Plk) mitoz boshida faollashib, oxirgi bosqichlarda yoki G₁bosqichi boshida faolsizlanadigan serin-treonin proteinkinazalardir. Ular bo‘linish urchug‘ining yig‘ilishi, kinetoxor faoliyati va sitokinez kabi jarayonlarda qatnashadi. Aurora oilasi kinazalari ham serin-treonin proteinkinazalarga kiradi. Ko‘p hujayralilarda ushbu oilaning ikki asosiy vakili — Aurora A va Aurora B ajratiladi. Aurora A kinazasi sentrosomalar va mitotik urchuq ishini boshqaradi. Aurora B esa opa-singil xromatidalarning zichlashishi va ajralishini boshqaradi, shuningdek kinetoxorlarning urchuq mikronaychalariga birikishini ta’minlaydi.

Anafaza faollashtiruvchisi APC^Cdc20

Anafazani rag‘batlantiruvchi kompleks (inglizcha anaphase-promoting complex, APC), shuningdek siklosoma deb ataladi. U anafazani faollashtirishda hal qiluvchi rol o‘ynaydigan yirik oqsil birikmasidir. Funksional jihatdan anafazani rag‘batlantiruvchi kompleks ubikvitinligaza bo‘lib, turli nishon oqsillarga ubikvitin molekulalarining birikish reaksiyasini katalizlaydi. Natijada bu oqsillar proteolizga.

uchraydi. Anafazani rag‘batlantiruvchi kompleks tarkibida taxminan 11—13 subbirlik mavjud. Uning asosini kullin (Apc2) subbirligi va RING-domen (Apc11) tashkil etadi. Unga ubikvitinni biriktiruvchi ferment (E2) bog‘lanadi. Kompleksning faoliyati hujayra siklining kerakli vaqtida faollashtiruvchi subbirlik qo‘shilishi bilan boshqariladi.

Oqsil Cdc20 (inglizcha cell division cycle protein 20 — «hujayra sikli oqsili 20») bo‘linayotgan hujayra metafazadan anafazaga o‘tganda APC kompleksini faollashtiradi. Bu quyidagicha yuz beradi: metafazada M-Cdk siklin-kinaza kompleksi fosforillanish orqali APC kompleksining asosiy qismini o‘zgartiradi. Bunday konformatsion o‘zgarish Cdc20 faollashtiruvchisining birikish ehtimolini oshiradi. Natijada faollashgan APC^Cdc20 kompleksi ubikvitinligaza faolligiga ega bo‘lib, o‘zining asosiy nishonlari — sekurin va mitotik siklinlarni ubikvitinlaydi .

Sekurin (APC^Cdc20kompleksining asosiy nishonlaridan biri) — separazafermentini faol bo‘lmagan holatda ushlab turuvchi ingibitor oqsil. Ubikvitinlanish natijasida sekurin parchalanadi va bo‘shagan separaza kogezinniparchalaydi. Opa-singil xromatidalar bog‘lanishini ta’minlovchi kogezin yemirilgach, xromosomalar ajralib, hujayraning bo‘linish qutblariga tarqaladi.

Mitotik siklinlarning (APC^Cdc20ning yana bir muhim nishoni) ubikvitinlanishi va parchalanishi manfiy teskari aloqazanjirini ishga tushiradi. Jarayon quyidagicha: M-Cdk siklin-kinaza kompleksi APC^Cdc20ubikvitinligaza kompleksini faollashtiradi; u esa mitotik siklinlarni maqsadli parchalaydi, natijada M-Cdk siklin-kinaza kompleksi ham yemiriladi. Ya’ni reaksiyalar zanjiri o‘zining dastlabki faollashtiruvchisini yo‘q qiladi. Ammo APC^Cdc20 faolligi M-Cdk kompleksiga bog‘liq bo‘lgani sababli M-Cdk siklin-kinaza faolsizlanganda APC^Cdc20ham faolsizlanadi. Natijada APC^Cdc20 mitoz oxiriga kelib faol bo‘lmay qoladi.

Mitotik krossingover — mitotik bo‘linish jarayonida gomologik xromosomalar qismlarining o‘zaro almashinishidir. Bu genetik rekombinatsiyaning nisbatan kam uchraydigan turi bo‘lib, somatik hujayralarda xromosomalarning odatiy kon’yugatsiya mexanizmi yo‘qligi bilan bog‘liq. Mitotik krossingover chastotasi millionta hujayra bo‘linishiga ko‘pi bilan bir marta (1,3±0,1 ta holat 10⁶ ta hujayra bo‘linishiga to‘g‘ri keladi). Ayrim diploid zamburug‘larda mitotik rekombinatsiya chastotasi 1—10 % ga yetishi mumkin; bu ko‘rsatkich meyotik krossingoverchastotasiga nisbatan baholanadi. Radiatsiya yoki kimyoviy reagentlar mitotik rekombinatsiya chastotasini oshirishi mumkin. Ayrim tadqiqotchilar meyotik va mitotik krossingover.

mexanizmlari o‘xshashligini taxmin qiladi. Mitotik rekombinatsiya mavjudligi haqidagi dastlabki dalillarni genetik Kurt Shtern 1936-yilda olgan. U meva pashshalarida tadqiqot o‘tkazib, retsessiv belgilarning geterozigot individlarda mahalliy namoyon bo‘lishini payqagan. Ya’ni odatdagi tashqi qoplamali pashshalarda sariq rangli to‘qima yoki «kuygandek» tukchali qismlar paydo bo‘lgan. Holbuki, ikkala belgi ham bitta xromosomada joylashgan genlar bilan kodlangan va geterozigotlarda namoyon bo‘lmasligi kerak edi. Ayniqsa, ikkala retsessiv belgi bir vaqtda ko‘rinadigan «qo‘sh dog‘lar» qiziqish uyg‘otgan; ular urg‘ochi va erkak individlarda ham kuzatilgan. Olingan ma’lumotlar somatik hujayralarda mitotik rekombinatsiya mavjudligini tasdiqlagan.

Mitoz patologiyasi odatdagi mitotik bo‘linish buzilganda rivojlanadi va ko‘pincha muvozanatsiz kariotiplihujayralar paydo bo‘lishiga, shu orqali mutatsiyalar va aneuploidiyarivojlanishiga olib keladi. Ayrim patologiyalarda xromosoma aberratsiyalariham yuz beradi. Mitotik apparat faoliyati izdan chiqishi yoki parchalanishi tufayli tugallanmagan mitozlar poliploid hujayralar hosil qiladi. Sitokinez mexanizmlari buzilganda poliploidiya hamda ikki yoki ko‘p yadroli hujayralar paydo bo‘ladi. Mitoz patologiyasining oqibatlari og‘ir bo‘lsa, hujayra nobud bo‘lishi mumkin.

Sog‘lom to‘qimalarda patologik mitozlar kam uchraydi. Masalan, sichqon epidermisida taxminan 0,3 %; epiteliyda hiqildoq va bachadon epiteliylarida esa qariyb 2 % patologik mitoz uchraydi. Patologik mitozlar ko‘pincha kanserogenezpaytida, turli keskin ta’sirlar oqibatida, nur kasalligi yoki virusli infeksiyachog‘ida, saraton va saratondan oldingi giperplaziyalardakuzatiladi. Patologik mitozlar chastotasi yosh.

ortishi bilan ham oshadi. Mitoz patologiyalari shartli ravishda funksional va organik turlarga ajratiladi. Funksional buzilishlarga , masalan, mitozga kirayotgan hujayralarning giporeaktivligi — normal hujayralar proliferatsiyasi jadalligini belgilovchi fiziologik boshqaruvchilarga javobning pasayishi kiradi. Organik buzilishlar mitozda ishtirok etadigan tuzilmalar (xromosomalar, mitotik apparat, hujayra yuzasi) zararlanganda yoki ular bilan bog‘liq jarayonlar (DNK replikatsiyasi, urchuq shakllanishi, xromosomalar harakati, sitokinez) buzilganda rivojlanadi.

Mitoz patologiyalarining turli shakllari tasnifi va umumiy tavsifi

Mitotik jarayonning morfologik belgilari va sitokimyoviy buzilishlariga qarab mitoz patologiyalari uch asosiy guruhga bo‘linadi: xromosomalarning zararlanishi bilan bog‘liq patologiyalar; mitotik apparatning zararlanishi bilan bog‘liq patologiyalar; sitokinez buzilishlari.

Xromosomalarning zararlanishi bilan bog‘liq mitoz patologiyasi

Mitozning profazada to‘xtab qolishi DNKdagi replikatsiya.

buzilganda kuzatiladi. Xromosomalarning spirallanishi va spiral holatidan chiqishi buzilishi bo‘linayotgan hujayraga mitotik zaharlar ta’sir qilganda sodir bo‘ladi. Masalan, kolxitsin ta’sirida xromosomalar haddan tashqari spirallanib, qisqa va yo‘g‘on shaklga kiradi.

Profazada xromatidalarning erta (muddatidan oldin) ajralishi (odatda xromatidalar metafazadan anafazaga o‘tish arafasida ajraladi). Bu patologiya, masalan, osmotik bosim o‘zgarganda (to‘qima kulturasidagi fibroblastlarda quyonlarda ) yoki sichqon fibroblastlariga kanserogenlar (benzpiren, metilxolantren) ta’sir qilganda kuzatiladi.

Xromosomalarning fragmentatsiyasi va maydalanishi asosan o‘sma hujayralarida, virusli infeksiyalarda yoki normal hujayralarga ionlashtiruvchi nurlanish va mutagenlar ta’sirida sodir bo‘ladi. Fragmentlar yakka, juft yoki ko‘p sonli bo‘lishi mumkin. Sentromerasi bo‘lmagan fragmentlar metakinezda qatnashmaydi va anafazada qutblarga ajralmaydi. Xromosomalar ommaviy parchalanganda (maydalanishda) fragmentlarning aksariyati sitoplazmada tartibsiz tarqalib, metakinezda qatnashmaydi. Natijada fragmentlar qiz yadrolardan biriga kirishi, so‘rilib ketishi yoki alohida mikroyadrohosil qilishi mumkin. Ayrim fragmentlar uchlari orqali qayta birikishi ham mumkin; bunday tasodifiy birikishlar xromosoma aberratsiyalariga.

Xromosoma va xromatida ko‘priklari xromosomalarning fragmentatsiyasi oqibatidir. Sentromerali fragmentlar qayta birikkanda disentrik xromosoma hosil bo‘ladi. Anafazada u qarama-qarshi qutblar orasida cho‘zilib, ko‘prik hosil qiladi. Xromosoma ko‘prigi (odatda qo‘sh) har biri sentromerali ikkita xromatidadan iborat xromosoma fragmentlari qo‘shilganda yuzaga keladi. Xromatida ko‘prigi (odatda yakka) esa alohida xromatidalarning sentromerali ikkita fragmenti qayta birikkanda paydo bo‘ladi. Anafaza oxiri — telofaza boshida ko‘priklar disentrik xromosoma fragmentlarining ortiqcha cho‘zilishi tufayli tez uziladi. Bu qiz hujayralarning genotipik farqlanishiga olib keladi, bo‘linishning yakuniy bosqichlarini ham buzib, sitokinezni kechiktiradi.

Metakinez va qutblarga ajralish vaqtida xromosomalarning ortda qolishi kinetoxor sohasidagi zararlanish sababli yuz beradi. Zararlangan xromosomalar sitoplazmada passiv harakatlanib, oxir-oqibat parchalanib, chiqarib yuboriladi yoki tasodifan qiz yadrolardan biriga tushadi yoxud alohida mikroyadro hosil qiladi. Xromosomalarning ortda qolishi o‘sma hujayralari to‘qima kulturalarida va kinetoxorlarni ultrabinafsha nurlar.

Alohida mikroyadrolarning hosil bo‘lishi ayrim xromosomalarning fragmentatsiyasi yoki ortda qolishi tufayli yuz beradi. Telofazada asosiy qiz yadrolar qobig‘i bilan birga ularning atrofida ham yadro qobig‘i shakllanadi. Yangi mikroyadrolar keyingi hujayra sikli davomida navbatdagi bo‘linishgacha saqlanib qolishi yoki piknozgauchrab, parchalanib hujayradan chiqarilishi mumkin.

Xromosomalarning ajralmasligi paytida opa-singil xromatidalar anafaza boshida ajralmay, bir qutbga birga ketadi. Bu aneuploidiyaga.

sabab bo‘ladi. Xromosomalarning shishishi va yopishib qolishi o‘sma hujayralarida va turli mitotik zaharlarning toksik dozalari ta’sirida kuzatiladi. Shishish oqibatida xromosomalar odatdagi shaklini yo‘qotib, bir-biriga yopishadi va bo‘lak-bo‘lak massaga aylanadi. Xromosomalar ajralmaydi, bunday hujayralar ko‘pincha nobud bo‘ladi.

Mitotik apparat zararlanishi bilan bog‘liq mitoz patologiyasi

Mitozning metafazada to‘xtashi mitotik apparat zararlanishi bilan bog‘liq patologiyalarning barcha turlariga xos.

Kolxitsinli mitoz yoki k-mitoz — mitotik apparat statmokinetik zaharlar (kolxitsin, koltsemid, vinblastin, vinkristin, atsenaften, nokodazol, metanol va boshqalar) ta’sirida shikastlanganda yuz beradigan patologik mitoz turi. Statmokinetik zaharlar mitotik urchuqning sentriolalar, mikronaychalar va kinetoxorlar kabi qismlarini izdan chiqarib, mitozni metafazada to‘xtatadi. Zararlanish hujayra yadrosi, plazmolemma va turli organoidlar (mitoxondriyalar, xloroplastlar, Golji apparati)ga ham ta’sir qiladi. Bu zaharlar xromosomalarning spirallanishini kuchaytirib, ularni qisqartiradi va yo‘g‘onlashtiradi, ba’zan shishish va yopishib qolishga ham olib keladi. Natijada xromosoma aberratsiyalari yuz beradi, xromosomalarning parchalanishi yoki ortda qolishi tufayli mikroyadrolar hosil bo‘ladi va aneuploidiya rivojlanadi. K-mitozning oqibati zaharning dozasi va bo‘linayotgan hujayraga ta’sir davomiyligiga bog‘liq. Toksik dozalarda yadro piknozi va hujayra o‘limi kuzatiladi. Kuchli zaharlanish poliploidiyagaolib keladi. Kichik dozalar ta’siri qaytar bo‘lishi mumkin: bir necha soat ichida mitotik apparat tiklanib, bo‘linish davom etadi.

Metafazada xromosomalarning tarqalib ketishi mitotik apparat shikastlanganda yoki butunlay izdan chiqqanda yuz beradi.

Ko‘p qutbli mitoz sentriolalarning ko‘payishidagi anomaliya bilan bog‘liq bo‘lib, qo‘shimcha qutblar va bo‘linish urchuqlarini hosil qiladi. Natijada xromosomalar qiz yadrolarga notekis taqsimlanib, xromosoma to‘plami muvozanatsiz bo‘lgan aneuploid hujayralar shakllanadi.

Monosentrik mitoz sentriolalarning ajralishi buzilganda yuz beradi. Bunda faqat bitta qutb hosil bo‘lib, undan yagona yarim urchuqning iplari tarqaladi. Natijada monosentrik mitoz poliploidiyaga olib keladi.

Asimmetrik mitoz qarama-qarshi bo‘linish qutblarining nomutanosib rivojlanishi bilan tavsiflanadi. Bu xromosomalarning qiz yadrolarga notekis taqsimlanishiga, ya’ni aneuploidiyaga sabab bo‘ladi. Natijada gipo- va giperploid yadrolarga ega kichik va ulkan hujayralar hosil bo‘ladi.

Uch guruhli metafaza va qutbiy xromosomali metafaza metafazada asosiy ekvatorial plastinkadan tashqari hujayra qutblarida yana ikkita guruh yoki alohida («qutbiy») xromosomalar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Xromosomalar muddatidan oldin ajralgani uchun emas, balki metakinezda ortda qolgani sababli qutblar yaqinida saqlanadi. Bunga kinetoxorning zararlanishi yoki ortda qolgan xromosomalarning harakatidagi ayrim xromosoma iplarining izdan chiqishi sabab bo‘lishi mumkin.

Bo‘shliq metafaza hujayra chetlari bo‘ylab ekvatorial plastinkada xromosomalarning halqasimon to‘planishidir.

Sitotomiya buzilishi bilan bog‘liq mitoz patologiyasi

Sitotomiya buzilishi bilan bog‘liq ikki guruh patologiyalar farqlanadi: erta sitotomiya, ya’ni anafazadayoq boshlanadigan bo‘linish; yoki aksincha, kechikkan yoxud butunlay sodir bo‘lmagan sitotomiya. Ikkinchi holatda ikki yadroli hujayralar yoki bitta poliploid yadro hosil bo‘ladi.

Mitozlarning yagona tipologiyasi va tasnifini yaratish qiyin. Chunki turli kombinatsiyalarda uchraydigan ko‘plab belgilar mitotik bo‘linishning xilma-xilligi va bir jinsli emasligini yuzaga keltiradi. Ayrim taksonlaruchun tuzilgan tasniflar boshqa taksonlarga mos kelmaydi, chunki ularning mitoziga xos xususiyatlarni hisobga olmaydi. Masalan, hayvonlar yoki o‘simliklar mitozining ayrim tasniflari suvo‘tlarga tatbiq etib bo‘lmaydi.

Mitoz tasnifining asosiy belgilaridan biri yadro qobig‘ining holatidir. Agar urchuq shakllanishi va mitozning o‘zi yadro qobig‘i parchalanmasdan yadro ichida kechsa, u yopiqmitoz deyiladi. Yadro qobig‘i parchalanadigan mitoz esa ochiqmitoz, qobiq faqat urchuq qutblarida parchalanib, «qutb oynalari» hosil bo‘ladigan tur esa yarim yopiq.

mitoz deb ataladi. Mitozni tahlil qilishda urchuq tuzilishi ham e’tiborga olinadi. plevromitozda urchuq metafaza–anafazada bir-biriga nisbatan burchak ostida joylashgan ikkita yarim urchuqdan iborat (plevromitoz, shuningdek, yadroga nisbatan yon tomonda joylashgan yadrotashqi urchuqli mitozni ham bildiradi). ortomitozga yaxlit bo‘linish urchug‘i xos; metafazada esa ko‘pincha aniq ekvatorial plastinka.

ko‘rinadi. Ushbu belgilar asosida eng ko‘p uchraydigan tur — odatdagi ochiq ortomitoz. U hayvonlar, yuksak o‘simliklar va ayrim sodda eukariotlar uchun xos.

Mitoz tasnifi variantlari

Sodda eukariotlarda mitozning 7 turi sodda eukariotlar: Yopiq yadroichki plevromitoz Yopiq yadroichki ortomitoz Yopiq evglenoid mitoz Yopiq yadrotashqi plevromitoz Yarim yopiq plevromitoz Yarim yopiq ortomitoz Ochiq ortomitoz (eumitoz)

Suvo‘tlarda mitozning 6 turi suvo‘tlar: Yopiq sentrik Yopiq asentrik Yarim yopiq sentrik Yarim yopiq asentrik Ochiq sentrik Ochiq asentrik

Yuksak organizmlardagi murakkab mitotik jarayon prokariotlarningbo‘linish mexanizmlaridan asta-sekin rivojlangan deb taxmin qilinadi. Buni prokariotlar dastlabki eukariotlardan taxminan bir milliard yil oldin paydo bo‘lgani ham tasdiqlaydi. Bundan tashqari, eukariot mitozida va prokariotlarning ikkiga bo‘linishida o‘xshash oqsillar.

qatnashadi. Prokariotlarning ikkiga bo‘linishi va mitoz orasidagi ehtimoliy oraliq bosqichlarni bir hujayrali eukariotlardakuzatish mumkin. Ularda bo‘linish vaqtida yadro membranasiparchalanmaydi. Boshqa ko‘pchilik eukariotlarda, jumladan o‘simlik va hayvonlarda bo‘linish urchug‘i shakllanadigan joy — yadrotashqarisidir; mitoz davomida yadro qobig‘i parchalanadi. Bir hujayrali eukariotlarda mitoz hali yetarli o‘rganilmagan bo‘lsa-da, u ikkiga bo‘linishdan kelib chiqqan va murakkablik jihatidan ko‘p hujayrali organizmlardagi mitoz.

Ko‘plab sodda eukariotlarda mitoz hanuz membrana bilan bog‘liq jarayon bo‘lib qolgan, ammo endi plazmatikmembrana emas, balki yadro membranasi bilan bog‘liq. Ehtimol, xromosomalarning hajmi va soni ortishi bilan mezosomaga o‘xshash tuzilma ikkita elementga: yadro qobig‘idagi mikronaychalarni tashkil qiluvchi markaz va xromosomadagi kinetoxorga ajralgan. Ularni bog‘lash uchun evolyutsiya davomida oraliq mikronaychalar tizimi rivojlangan. Bunday tasavvurda eng qadimgi va sodda tur yopiq yadroichki plevromitoz hisoblanadi. Bunda mikronaychalar orqali mikronaycha markazlariga birikkan xromosomalar mazkur markazlar ajralishi bilan taqsimlanadi. Bu markazlar yadro qobig‘iga mahkamlangan bo‘lib, ular orasida yadro membranasi o‘sishi hisobiga bir-biridan uzoqlashadi.

Yopiq yadroichki plevromitozning turli variantlaridan bir necha parallel evolyutsion yo‘nalishlar kelib chiqqan bo‘lishi mumkin. Evolyutsion rivojlanish belgilari sifatida mitozda yadro qobig‘ining parchalanishi, mikronaychalarni tashkil qiluvchi markazning yadrodan sitoplazmaga ko‘chishi, ikki qutbli urchuqning hosil bo‘lishi, xromosomalarning spirallanishi kuchayishi va metafazada ekvatorial plastinkaning shakllanishi ko‘riladi. Shu tariqa mitotik bo‘linish yopiq yadroichki plevromitozdan ochiq ortomitoz tomon evolyutsiyalashgan.

Endomitoz — yadro yoki hujayrabo‘linmasdan sodir bo‘ladigan mitoz turi. Natijada bitta yadroning ichida bir xil xromosomalarningko‘plab nusxalari to‘planadi. Bu jarayon endoreduplikatsiyaniham o‘z ichiga olishi mumkin; bunday hujayralar endoploid deb ataladi. Endomitoz kuzatiladigan hujayralarga megakariositlarmisol bo‘la oladi. Ulardan trombotsitlar.

hosil bo‘ladi. Endomitozning eng yuqori darajasi — politen xromosomalarhosil bo‘lishidir. Bu ulkan xromosomalar xromosomalarning qayta-qayta nusxalanib, keyin ajralmasligi natijasida yuzaga keladi. Bunday xromosomalar ayrim so‘lak bezlarida ayrim hasharotlarninglichinkalarida va ikki qanotlilar ichak hujayralarining yadrolarida ichak shuningdek, ayrim o‘simliklarda ularning sinergidalari yadrolarida (masalan, no‘xatda) .

Mitoz hujayrada xromosomalar to‘plaminingdoimiyligini saqlashning muhim usulidir. Mitoz hujayraning genetik jihatdan aynan o‘xshash nusxasini hosil qiladi. Shuning uchun uning asosiy vazifasi — genetik axborotni nusxalash.

Mitoz quyidagi hollarda sodir bo‘ladi:

• O‘sish va rivojlanish. Organizmdagi hujayralar soni o‘sish jarayonida mitoz orqali ortadi. Bu ko‘p hujayrali organizmning yagona — zigotadanrivojlanishi va ko‘p hujayrali organizmning o‘sishi asosida yotadi.
• Hujayralarning almashinuvi. Organizmning ayrim a’zolarida, masalan, terida va hazm qilish yo‘lidahujayralar uzluksiz to‘kilib, yangilari bilan almashadi. Yangi hujayralar mitoz orqali hosil bo‘lib, oldingilarining aynan nusxasi bo‘ladi. Shunga o‘xshash tarzda qizil qon hujayralari — eritrotsitlaryangilanadi. Ular nisbatan qisqa, 4 oylik umrga ega; yangi eritrotsitlar mitoz orqali hosil bo‘ladi.
• Regeneratsiya. Ayrim organizmlar tanasining yo‘qolgan qismlarini tiklay oladi. Bunda yangi hujayralar ko‘pincha mitoz orqali hosil bo‘ladi. Masalan, dengiz yulduzlari mitoz yordamida yo‘qotgan nurlarini qayta o‘stiradi.
• Jinssiz ko‘payish. Ayrim organizmlar genetik jihatdan bir xil avlod hosil qiladi. Bu jinssiz ko‘payishorqali sodir bo‘ladi. Masalan, gidralar jinssiz usulda kurtaklanishorqali ko‘payadi. Gidraning yuza hujayralari mitozga uchrab, kurtak deb ataladigan hujayralar to‘plamini hosil qiladi. Kurtak hujayralarida ham mitoz davom etib, u voyaga yetgan individga aylanadi. Shunga o‘xshash bo‘linish o‘simliklarda vegetativ ko‘payish paytida ham sodir bo‘ladi.

• Alberts B. va boshqalar Molecular biology of the cell. — 5-nashr. — Garland science, 2008. — 1601 bet. — ISBN 978-0-8153-4105.
• Lackie J. M. (tahrirchi). The dictionary of cell and molecular biology. — 5-nashr. — Academic Press, 2013. — 750 bet. — ISBN 978-0-12-384931-1.
• Hartwell L. va boshqalar Genetics: from genes to genomes. — 4-nashr. — McGraw-Hill Science, 2010. — 816 bet. — ISBN 978–0–07–352526–6.
• Morgan D. O. The cell cycle: principles of control. — New science press, 2007. — 297 bet. — ISBN 978-0-9539181-2-6.
• Evert R. F., Eichhorn S. E. Raven biology of plants. — 8-nashr. — W. H. Freeman and Company, 2013. — 880 bet. — ISBN 978-1-4292-1961-7.
• Redei G. P. (tahrirchi). Encyclopedia of genetics, genomics, proteomics, and informatics. — 3-nashr. — Springer, 2008. — 1822 bet. — ISBN 978-1-4020-6753-2.
• Alov I. A. Mitozning sitofiziologiyasi va patologiyasi. — Moskva: «Tibbiyot», 1972. — 264 bet. — 3700 nusxa.
• Mitoz / I. A. Alov // Katta Sovet Ensiklopediyasi / bosh muharrir A. M. Proxorov. — 3-nashr. — Moskva : Sovet Ensiklopediyasi, 1974. — jild. 16 : Meziya — Morshansk. — bet. 335—337. — 629 000 nusxa.
• Alberts B. va boshqalar. Hujayraning molekulyar biologiyasi: 3 jildda. — 2-nashr, qayta ishlangan. — Moskva: «Mir», 1993. — jild. 2. — 539 bet. — ISBN 5-03-001987-1.
• Biologik ensiklopedik lug‘at / Bosh muharrir Gilyarov M. S.. — Moskva: «Sovet ensiklopediyasi», 1986. — 831 bet. — 100 000 nusxa.
• Buldakov L. A., Kalistratova V. S. Radioaktiv nurlanish va salomatlik. — Moskva: Inform-Atom, 2003. — 165 bet. — [Arxivlangan asli 2 2003-yil dekabr yilida.]
• Gilbert S. Rivojlanish biologiyasi: 3 jildda. — Moskva: «Mir», 1995. — jild. 3. — 352 bet. — 5000 nusxa. — ISBN 5-03-001833-6.
• Qadimgi davrlardan XX asr boshlarigacha biologiya tarixi / tahriri ostida S. R. Mikulinskiy. — Moskva: «Nauka», 1972. — 564 bet. — 9600 nusxa.
• Lyuvin B. va boshqalar Hujayralar. — Moskva: BINOM. Bilimlar laboratoriyasi, 2011. — 951 bet. — (Eng yaxshi xorijiy darslik). — ISBN 978-5-94774-794-2.
• Meziya D. Mitoz va hujayra bo‘linishining fiziologiyasi = D. Mazia. Mitosis and the physiology of cell division. The cell. Ed. by J. Brachet and A. Mirsky. Vol. III. New York-London, Acad. press, 1961 / Inglizchadan D. M. Kershner tarjimasi, professor tahriri va so‘zboshisi bilan L. N. Jinkin. — Moskva: Xorijiy adabiyotlar nashriyoti, 1963. — 428, [64] bet.
• Raykov I. B. Sodda organizmlar yadrosi. Morfologiya va evolyutsiya. — Leningrad: «Nauka», 1978. — 328 bet. — 1600 nusxa.
• Sedova T. V. Suvo‘tlar kariologiyasi. — Sankt-Peterburg: «Nauka», 1996. — 386 bet. — 500 nusxa. — ISBN 5-02-026058-4.
• Chensov Yu. S. Hujayra biologiyasiga kirish: oliy ta’lim muassasalari uchun darslik (ruscha). — 4-nashr, qayta ishlangan va to‘ldirilgan. — Moskva: «Akademkniga» nashriyoti, 2004. — 495 bet. — 3000 nusxa. — ISBN 5-94628-105-4.
• Inge-Vechtomov S. G. Seleksiya asoslari bilan genetika. — 2-nashr, qayta ishlangan va to‘ldirilgan. — Sankt-Peterburg: N-L nashriyoti, 2010. — 718 bet. — 3000 nusxa. — ISBN 978-5-94869-105-3.