معلومة

7.7: الانقسام الاختزالي - علم الأحياء

7.7: الانقسام الاختزالي - علم الأحياء


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.

ما ستتعلم القيام به: تحديد مراحل الانقسام الاختزالي من خلال الصورة ووصف المعالم الرئيسية ؛ شرح سبب احتواء الانقسام الاختزالي على جولتين من الانقسام النووي

ما هو الفرق بين الانقسام والانقسام الاختزالي؟ نحن نعلم أن الانقسام الفتيلي ينتج الخلايا الجسدية للجسم مثل خلايا الجلد والعضلات ، وينتج الانقسام الاختزالي خلايا جنسية مثل البويضات والحيوانات المنوية - لنتعرف على مدى تشابه واختلاف هذه العمليات.

أهداف التعلم

  • التعرف على مراحل الانقسام الاختزالي
  • صف خطوات الانقسام الاختزالي الأول
  • وصف خطوات الانقسام الاختزالي II

مراحل الانقسام الاختزالي

القدرة على الإنجاب عينيًا هي خاصية أساسية لجميع الكائنات الحية. عينيًا يعني أن نسل أي كائن حي يشبه إلى حد كبير والديهم أو والديهم. تلد أفراس النهر عجول فرس النهر ، وتنتج أشجار جوشوا البذور التي تنبت منها شتلات شجرة جوشوا ، وتضع طيور النحام البالغة بيضًا يفقس في فراخ فلامنغو. عينيًا لا يعني بشكل عام بالضبط نفس الشيء.

كما تعلمت ، فإن الانقسام الفتيلي هو جزء من دورة تكاثر الخلية التي ينتج عنها نوى ابنة متطابقة والتي هي أيضًا متطابقة وراثيًا مع النواة الأصلية الأصلية. في حالة الانقسام الفتيلي ، تكون نواتا الوالد والابنة على نفس المستوى المتماثل - ثنائي الصبغيات لمعظم النباتات والحيوانات. في حين أن العديد من الكائنات أحادية الخلية وعدد قليل من الكائنات متعددة الخلايا يمكنها إنتاج نسخ متطابقة وراثيًا من نفسها من خلال الانقسام الفتيلي ، فإن العديد من الكائنات وحيدة الخلية ومعظم الكائنات متعددة الخلايا تتكاثر بانتظام باستخدام طريقة أخرى: الانقسام الاختزالي. يقدم التكاثر الجنسي ، وخاصة الانقسام الاختزالي والتخصيب ، تنوعًا في النسل قد يفسر النجاح التطوري للتكاثر الجنسي. الغالبية العظمى من الكائنات حقيقية النواة ، سواء متعددة الخلايا أو أحادية الخلية ، يمكنها أو يجب أن تستخدم شكلاً من أشكال الانقسام الاختزالي والتخصيب للتكاثر.

يستخدم الانقسام الاختزالي العديد من نفس الآليات مثل الانقسام الفتيلي. ومع ذلك ، فإن نواة البداية تكون دائمًا ثنائية الصبغة والنواة التي تنتج في نهاية انقسام الخلية الانتصافية تكون أحادية العدد. لتحقيق هذا التخفيض في عدد الكروموسومات ، يتكون الانقسام الاختزالي من جولة واحدة من تكرار الكروموسوم وجولتين من الانقسام النووي.

نظرًا لأن الأحداث التي تحدث خلال كل مرحلة من مراحل التقسيم مماثلة لأحداث الانقسام الفتيلي ، يتم تعيين نفس أسماء المراحل. ومع ذلك ، نظرًا لوجود جولتين من التقسيم ، يتم تحديد العملية الرئيسية والمراحل بـ "I" أو "II". هكذا، أنا هي الجولة الأولى من الانقسام الانتصافي وتتكون من الطور الأول ، الطور الأول ، وما إلى ذلك. الانقسام الاختزالي الثاني، التي تحدث فيها الجولة الثانية من الانقسام الانتصافي ، تشمل الطور الثاني ، الطور الثاني ، وما إلى ذلك.

الانقسام الاختزالي الأول

يسبق الانقسام الاختزالي طور بيني يتكون من G1و S و G2 المراحل التي تتطابق تقريبًا مع المراحل التي تسبق الانقسام. جي1 المرحلة ، والتي تسمى أيضًا مرحلة الفجوة الأولى ، هي المرحلة الأولى من الطور البيني وتركز على نمو الخلية. المرحلة S هي المرحلة الثانية من الطور البيني ، والتي يتم خلالها تكرار الحمض النووي للكروموسومات. أخيرًا ، فإن مجموعة G2 المرحلة ، وتسمى أيضًا مرحلة الفجوة الثانية ، هي المرحلة الثالثة والأخيرة من الطور البيني ؛ في هذه المرحلة ، تخضع الخلية للاستعدادات النهائية للانقسام الاختزالي.

أثناء تكرار الحمض النووي في المرحلة S ، يتم تكرار كل كروموسوم لإنتاج نسختين متطابقتين ، تسمى الكروماتيدات الشقيقة ، والتي يتم تجميعها معًا في السنترومير. تتكاثر أيضًا الجسيمات المركزية ، وهي الهياكل التي تنظم الأنابيب الدقيقة للمغزل الانتصافي. هذا يعد الخلية لدخول الطور الأول ، المرحلة الأولى من الانتصافي.

الطور الأول

عندما يبدأ الغلاف النووي في الانهيار ، فإن البروتينات المرتبطة بالكروموسومات المتجانسة تقرب الزوج من بعضهما البعض. (تذكر أنه في حالة الانقسام الفتيلي ، لا تتزاوج الكروموسومات المتجانسة معًا. في الانقسام الفتيلي ، تصطف الكروموسومات المتجانسة من طرف إلى طرف بحيث عندما تنقسم ، تتلقى كل خلية ابنة كروماتيدًا أختًا من كلا العضوين من الزوج المتماثل.) يسمى الاقتران بين الكروموسومات المتجانسة المشبك. في المشابك ، يتم محاذاة الجينات الموجودة على كروماتيدات الكروموسومات المتجانسة بدقة مع بعضها البعض (الشكل 2). يدعم المركب synaptonemal تبادل مقاطع الكروموسومات بين الكروماتيدات المتجانسة غير الشقيقة ، وهي عملية تسمى تقفز فوق. أو تجاوزت. العبور يحدث في chaiasmata (المفرد = chiasma) ، نقطة الاتصال بين الكروموسومات غير الشقيقة لزوج متماثل (الشكل 3).

في نهاية الطور الأول ، يتم تثبيت الأزواج معًا فقط عند chiasmata (الشكل 3) وتسمى رباعيات لأن الكروماتيدات الأربعة الشقيقة لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة أصبحت مرئية الآن.

أحداث التقاطع هي المصدر الأول للتنوع الجيني في النوى الناتج عن الانقسام الاختزالي. يؤدي حدث تقاطع فردي بين كروماتيدات غير شقيقة متجانسة إلى تبادل متبادل للحمض النووي المكافئ بين كروموسوم الأم وكروموسوم الأب. الآن ، عندما يتم نقل الكروماتيد الشقيق إلى خلية مشيجية ، فإنه سيحمل بعض الحمض النووي من أحد الوالدين للفرد وبعض الحمض النووي من الوالد الآخر. عمليات الانتقال المتعددة في ذراع الكروموسوم لها نفس التأثير ، حيث تتبادل أجزاء من الحمض النووي لتكوين كروموسومات مؤتلفة.

الحدث الثاني في Prophase I هو ربط الأنابيب الدقيقة لألياف المغزل ببروتينات kinetochore في السنتروميرات. في نهاية المرحلة الأولى من الطور الأول ، يتم توصيل كل رباعي الأنابيب بأنابيب دقيقة من كلا القطبين ، مع وجود كروموسوم واحد متماثل يواجه كل قطب. لا تزال الكروموسومات المتجانسة متماسكة معًا في chiasmata.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الغشاء النووي قد انهار بالكامل.

الطور الأول

أثناء الطور الأول ، يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة في وسط الخلية مع مواجهة الحركات الحركية للأقطاب المتقابلة. تتجه الأزواج المتماثلة بشكل عشوائي عند خط الاستواء. تذكر أن الكروموسومات المتجانسة ليست متطابقة. تحتوي على اختلافات طفيفة في معلوماتها الجينية ، مما يجعل كل مشيج لها تركيبة جينية فريدة. هذه العشوائية هي الأساس المادي لخلق الشكل الثاني من الاختلاف الجيني في النسل. يعتمد عدد الاختلافات على عدد الكروموسومات التي تتكون منها المجموعة. هناك احتمالان للتوجيه في لوحة الطور ؛ وبالتالي فإن العدد المحتمل للمحاذاة يساوي 2ن, أين ن هو عدد الكروموسومات لكل مجموعة. يمتلك البشر 23 زوجًا من الكروموسومات ، مما ينتج عنه أكثر من ثمانية ملايين (223) الأمشاج الممكنة وراثيا. لا يشمل هذا الرقم المتغير الذي تم إنشاؤه مسبقًا في الكروماتيدات الشقيقة عن طريق التقاطع. بالنظر إلى هاتين الآليتين ، فمن غير المرجح أن يكون لأي خليتين أحاديتين الصبغيات ناتجة عن الانقسام الاختزالي نفس التركيب الجيني (الشكل 4).

لتلخيص العواقب الوراثية للانقسام الاختزالي الأول ، يتم إعادة اتحاد جينات الأم والأب من خلال أحداث التقاطع التي تحدث بين كل زوج متماثل أثناء الطور الأول. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج التنوع العشوائي للرباعي على لوحة الطور مزيجًا فريدًا من كروموسومات الأم والأب التي سوف تشق طريقها إلى الأمشاج.

أنا طور أنا

في الطور الأول ، تقوم الأنابيب الدقيقة بفصل الكروموسومات المرتبطة عن بعضها. تظل الكروماتيدات الشقيقة مرتبطة بإحكام مع السنترومير. يتم كسر chiasmata في طور الطور الأول لأن الأنابيب الدقيقة المتصلة بالحركية المنصهرة تسحب الكروموسومات المتجانسة بعيدًا (الشكل 5).

Telophase I و Cytokinesis

في الطور البعيد ، تصل الكروموسومات المنفصلة إلى أقطاب متقابلة. قد يحدث أو لا يحدث ما تبقى من أحداث الطور النهائي النموذجي ، اعتمادًا على الأنواع. في بعض الكائنات الحية ، تتشكل الكروموسومات اللاكثافة والمغلفات النووية حول الكروماتيدات في الطور الأول. في الكائنات الحية الأخرى ، يحدث التحريك السيتوبلازمي - الفصل المادي للمكونات السيتوبلازمية إلى خليتين ابنتيتين - دون إعادة تشكيل النواة. في جميع أنواع الحيوانات تقريبًا وبعض الفطريات ، يفصل الحراك الخلوي محتويات الخلية عبر ثلم الانقسام (انقباض حلقة الأكتين التي تؤدي إلى الانقسام السيتوبلازمي). في النباتات ، تتشكل صفيحة خلوية أثناء التحريك الخلوي الخلوي بواسطة حويصلات جولجي التي تندمج في لوحة الطور. ستؤدي لوحة الخلية هذه في النهاية إلى تكوين جدران خلوية تفصل بين الخليتين الوليدين.

خليتان أحاديتان هما النتيجة النهائية للانقسام الانتصافي الأول. الخلايا أحادية العدد لأنه يوجد في كل قطب واحد فقط من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة. لذلك ، توجد مجموعة كاملة واحدة فقط من الكروموسومات. هذا هو السبب في أن الخلايا تعتبر أحادية العدد - لا توجد سوى مجموعة كروموسوم واحدة ، على الرغم من أن كل متماثل لا يزال يتكون من كروماتيدات أختين. تذكر أن الكروماتيدات الشقيقة هي مجرد نسخ مكررة لواحد من اثنين من الكروموسومات المتجانسة (باستثناء التغييرات التي حدثت أثناء العبور). في الانقسام الاختزالي الثاني ، ينفصل هذان الكروماتيدات الشقيقان ، مكونين أربع خلايا ابنة أحادية العدد.

الانقسام الاختزالي الثاني

في بعض الأنواع ، تدخل الخلايا طورًا بينيًا قصيرًا ، أو الحركية، قبل دخول الانقسام الاختزالي الثاني. يفتقر Interkinesis إلى مرحلة S ، لذلك لا تتكرر الكروموسومات. يتم إنتاج الخليتين في الانقسام الاختزالي الأول من خلال أحداث الانقسام الاختزالي الثاني بالتزامن. خلال الانقسام الاختزالي الثاني ، تنفصل الكروماتيدات الشقيقة داخل خليتين ابنتيتين ، وتشكل أربعة أمشاج أحادية الصيغة الصبغية. تشبه آليات الانقسام الاختزالي II الانقسام الفتيلي ، باستثناء أن كل خلية مقسمة تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات المتجانسة. لذلك ، تحتوي كل خلية على نصف عدد الكروماتيدات الشقيقة لفصلها كخلية ثنائية الصبغيات تخضع للانقسام.

الطور الثاني

إذا تم تفكيك الكروموسومات في الطور الأول ، فإنها تتكثف مرة أخرى. إذا تم تشكيل المظاريف النووية ، فإنها تتفتت إلى حويصلات. تتحرك الجسيمات المركزية التي تضاعفت أثناء الحركة الحركية بعيدًا عن بعضها البعض باتجاه الأقطاب المتقابلة ، وتتشكل مغازل جديدة. يتم تكسير المظاريف النووية تمامًا ، وتشكيل المغزل بالكامل. يشكل كل كروماتيد أخت حركية فردية مرتبطة بالأنابيب الدقيقة من أقطاب متقابلة.

الطور الثاني

يتم تكثيف الكروماتيدات الشقيقة إلى أقصى حد ومحاذاة عند خط الاستواء للخلية.

طور الثاني

يتم تفكيك الكروماتيدات الشقيقة عن طريق الأنابيب الدقيقة الحركية وتتحرك نحو القطبين المعاكسين. الأنابيب الدقيقة غير الحركية تطيل الخلية.

Telophase II و Cytokinesis

تصل الكروموسومات إلى أقطاب متقابلة وتبدأ في التكاثف. تتشكل المظاريف النووية حول الكروموسومات. يفصل التحلل الخلوي الخليتين إلى أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية الفريدة. في هذه المرحلة ، تكون كلتا النوى المشكَّلة حديثًا أحادية العدد. تكون الخلايا المنتجة فريدة وراثيًا بسبب التشكيلة العشوائية لمتجانسات الأب والأم وبسبب إعادة اتحاد مقاطع الكروموسومات الخاصة بالأم والأب (مع مجموعات الجينات الخاصة بهم) التي تحدث أثناء التقاطع. تم توضيح عملية الانقسام الاختزالي بأكملها في الشكل 7.

راجع عملية الانقسام الاختزالي ، ولاحظ كيفية محاذاة الكروموسومات وترحيلها ، في Meiosis: An Interactive Animation.

الدورة الكاملة

يرشدك هذا الفيديو عبر الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني:

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته عبر الإنترنت هنا: pb.libretexts.org/biowm/؟p=150

تأكد من فهمك

أجب عن السؤال (الأسئلة) أدناه لمعرفة مدى فهمك للموضوعات التي تم تناولها في القسم السابق. هذا الاختبار القصير يفعل ليس احتسب في درجتك في الفصل ، ويمكنك إعادة احتسابها لعدد غير محدود من المرات.

استخدم هذا الاختبار للتحقق من فهمك وتحديد ما إذا كنت تريد (1) دراسة القسم السابق بشكل أكبر أو (2) الانتقال إلى القسم التالي.


7.7: الانقسام الاختزالي - علم الأحياء

A. تتشكل خلايا جديدة عن طريق انقسام الخلية

  • تتكاثر البكتيريا بدائية النواة من خلال اللاجنسي الانشطار الثنائي
  • تتكاثر الخلايا حقيقية النواة بإحدى طريقتين
  • تشكل الخلايا حقيقية النواة الكروموسومات قبل انقسام الخلية
  • لدى البشر 46 كروموسومًا ، 23 زوجًا ، تختلف في الحجم والشكل ومجموعة الجينات
  • صبغيات متشابهة هما عضوان في الزوج
  • ثنائي الصيغة الصبغية يشير إلى المجموعة المزدوجة من الكروموسومات المتجانسة
  • بعد الانقسام الاختزالي ، الذي يتكون من البويضات والحيوانات المنوية ، أ أحادي العدد أو نتائج مجموعة واحدة من الكروموسومات
  • أثناء الإخصاب ، تندمج البويضة في الحيوانات المنوية ، وتنتج ثنائي الصبغة اللاقحة
  • بسبب الانقسام الاختزالي ، ينتج أمشاج أحادية العدد ، يمكن أن يظل عدد الكروموسومات ثابتًا في النوع
  • جسمية هي كروموسومات لا تحدد الجنس
  • الكروموسومات الجنسية تحديد الجنس والسمات الأخرى
  • التغييرات في عدد الكروموسوم ناتجة عن عدم الانفصال حيث تفشل الكروموسومات المتجانسة في الانفصال أثناء الانقسام الاختزالي
  • التغييرات في بنية الكروموسوم

6.2 دورة الخلية

A. تصف دورة الخلية حياة الخلية حقيقية النواة

  • G1: مرحلة النمو الأولى: الجزء الأكبر من حياة الخلية: النمو ، وربما التخصص
  • S: مرحلة التوليف: يتم نسخ الحمض النووي ، وينتج كروموسومات من 2 كروماتيد متصل عند السنترومير
  • G2: مرحلة النمو الثانية: التحضير لبناء الأنابيب الدقيقة الانقسام
  • الانقسام المتساوي: النواة تنقسم ، وتفصل الكروماتيدات من كل كروموسوم ، وتنتج نواتين متطابقتين
  • يظهر: السيتوبلازم ينقسم وينتج خليتين ابنتيتين
  • حاجز نمو الخلايا (G1): عندما تكون الخلية سليمة وكبيرة بشكل كافٍ ، يتراكم البروتين الذي يشير إلى الانتقال من G1 إلى S
  • نقطة تفتيش تخليق الحمض النووي (G2): يتم فحص تكاثر الحمض النووي عن طريق إنزيمات إصلاح الحمض النووي تتراكم البروتينات التي تحفز الانتقال إلى G2 والانقسام.
  • نقطة تفتيش الانقسام: نهاية الانقسام الفتيلي ينتج تحركات خلوية انتقالية ثم إلى G1
  • الجينات المسرطنة الأولية تحفز الانقسام الطبيعي للخلايا ، ولكن الطفرات يمكن أن تحول الجينات الورمية الأولية إلى المسرطنة التي تحفز الانقسام الخلوي
  • الجينات الزائدة للورم منع نمو الخلايا غير المنضبط ، ولكن عندما يتم تحويرها فإنها تفشل في قمع انقسام الخلية
  • عادة ، تعمل الجينات الورمية الأولية كمسرعات ، وتعمل الجينات الكابتة للورم كمكابح ، وتوازن معًا معدل انقسام الخلايا
  • عندما تتراكم طفرات كافية ، ينتج عن انقسام الخلايا غير المنضبط ورمًا أو سرطانًا
  • حميدة السرطانات تبقى في مكان واحد ، بينما خبيث تنتشر السرطانات إلى أنسجة أخرى ويمكن أن تسبب الوفاة في النهاية
  • إشعاع و العلاج الكيميائي يمكن استخدامه لعلاج الأورام

6.3 الانقسام الخلوي والانقسام الخلوي

A. في الانقسام ، يتم سحب الكروماتيدات أنابيب مجهرية، وهي البروتينات التي يتكون منها مغزل


7.7: الانقسام الاختزالي - علم الأحياء

في هذا القسم سوف تستكشف السؤال التالي:

اتصال لدورات AP ®

يتم التحكم في التنفس الخلوي بوسائل متنوعة. على سبيل المثال ، يتم التحكم في دخول الجلوكوز إلى الخلية بواسطة بروتينات النقل التي تساعد على مرور الجلوكوز عبر غشاء الخلية. ومع ذلك ، يتم تحقيق معظم التحكم في عمليات التنفس من خلال تثبيط ردود الفعل السلبية لأنزيمات معينة تستجيب للتركيزات داخل الخلايا لـ ATP و ADP و NAD + و FAD ، إلخ.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم وأهداف التعلم الموضحة في الفكرة الكبيرة 2 من إطار منهج علم الأحياء AP ® ، كما هو موضح في الجدول. توفر أهداف التعلم المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 2 تستخدم النظم البيولوجية الطاقة المجانية ولبنات البناء الجزيئية للنمو والتكاثر والحفاظ على التوازن الديناميكي.
الفهم الدائم 2. ج تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية المرتدة لتنظيم النمو والتكاثر ، وللحفاظ على التوازن الديناميكي.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 7.2 يمكن للطالب ربط المفاهيم في وعبر المجال (المجالات) للتعميم أو الاستقراء في و / أو عبر التفاهمات الدائمة و / أو الأفكار الكبيرة.
هدف التعلم 2.16 يستطيع الطالب ربط كيفية استخدام الكائنات الحية للتغذية الراجعة السلبية للحفاظ على بيئاتها الداخلية.
المعرفة الأساسية 2-ج 1 تستخدم الكائنات الحية آليات التغذية الراجعة للحفاظ على بيئاتها الداخلية والاستجابة للتغيرات البيئية الخارجية.
ممارسة العلوم 5.3 يمكن للطالب تقييم الأدلة المقدمة من مجموعات البيانات فيما يتعلق بسؤال علمي معين.
هدف التعلم 2.17 يستطيع الطالب تقييم البيانات التي تظهر تأثير (تأثيرات) التغييرات في تركيز الجزيئات الرئيسية على آليات التغذية الراجعة السلبية.

يجب تنظيم التنفس الخلوي من أجل توفير كميات متوازنة من الطاقة في شكل ATP. يجب أن تولد الخلية أيضًا عددًا من المركبات الوسيطة التي تُستخدم في الابتنائية وتقويض الجزيئات الكبيرة. بدون ضوابط ، ستتوقف التفاعلات الأيضية بسرعة حيث وصلت ردود الفعل الأمامية والخلفية إلى حالة من التوازن. سيتم استخدام الموارد بشكل غير لائق. لا تحتاج الخلية إلى الحد الأقصى من ATP الذي يمكنها صنعه طوال الوقت: في بعض الأحيان ، تحتاج الخلية إلى تحويل بعض المواد الوسيطة إلى مسارات لإنتاج الأحماض الأمينية والبروتين والجليكوجين والدهون والحمض النووي. باختصار ، تحتاج الخلية إلى التحكم في عملية التمثيل الغذائي الخاصة بها.

الآليات التنظيمية

يتم استخدام مجموعة متنوعة من الآليات للتحكم في التنفس الخلوي. يوجد نوع من التحكم في كل مرحلة من مراحل استقلاب الجلوكوز. يمكن تنظيم وصول الجلوكوز إلى الخلية باستخدام بروتينات GLUT التي تنقل الجلوكوز (الشكل 7.19). تتحكم الأشكال المختلفة لبروتين GLUT في مرور الجلوكوز إلى خلايا أنسجة معينة.

يتم التحكم في بعض التفاعلات من خلال وجود إنزيمين مختلفين - واحد لكل منهما في اتجاهين للتفاعل القابل للعكس. يمكن للتفاعلات التي يتم تحفيزها بواسطة إنزيم واحد فقط أن تنتقل إلى حالة التوازن ، مما يؤدي إلى توقف التفاعل. في المقابل ، إذا كان هناك إنزيمان مختلفان (كل منهما محدد لاتجاه معين) ضروريان للتفاعل القابل للانعكاس ، تزداد فرصة التحكم في معدل التفاعل ، ولا يتم الوصول إلى التوازن.

يتم التحكم في عدد من الإنزيمات المشاركة في كل مسار - على وجه الخصوص ، الإنزيم الذي يحفز أول تفاعل ملتزم للمسار - عن طريق ربط جزيء بموقع خيفي على البروتين. الجزيئات الأكثر شيوعًا في هذه السعة هي النيوكليوتيدات ATP و ADP و AMP و NAD + و NADH. هذه المنظمات ، المؤثرات الخيفية ، قد تزيد أو تقلل من نشاط الإنزيم ، اعتمادًا على الظروف السائدة. يغير المستجيب الخيفي البنية الفراغية للإنزيم ، وعادة ما يؤثر على تكوين الموقع النشط. هذا التغيير في بنية البروتين (الإنزيم) إما يزيد أو يقلل من انجذابه لركائزه ، مع تأثير زيادة أو تقليل معدل التفاعل. يشير التعلق إلى الإنزيم. يمكن أن يؤدي هذا الارتباط إلى زيادة أو تقليل نشاط الإنزيم ، مما يوفر التغذية الراجعة. هذا النوع من التحكم في التغذية المرتدة فعال طالما أن المادة الكيميائية التي تؤثر عليه مرتبطة بالإنزيم. بمجرد أن ينخفض ​​التركيز الكلي للمادة الكيميائية ، سوف ينتشر بعيدًا عن البروتين ، ويتم تخفيف التحكم.

السيطرة على المسارات التقويضية

تميل الإنزيمات والبروتينات وناقلات الإلكترون والمضخات التي تلعب دورًا في تحلل السكر ودورة حمض الستريك وسلسلة نقل الإلكترون إلى تحفيز التفاعلات غير القابلة للعكس. بمعنى آخر ، إذا حدث رد الفعل الأولي ، فإن المسار ملتزم بالمضي قدمًا في ردود الفعل المتبقية. يعتمد ما إذا كان يتم إطلاق نشاط إنزيم معين على احتياجات الطاقة للخلية (كما تنعكس في مستويات ATP و ADP و AMP).

تحلل السكر

يبدأ التحكم في تحلل السكر بأول إنزيم في المسار ، هيكسوكيناز (الشكل 7.20). يحفز هذا الإنزيم فسفرة الجلوكوز ، مما يساعد على تحضير المركب للانقسام في خطوة لاحقة. كما أن وجود الفوسفات سالب الشحنة في الجزيء يمنع السكر من مغادرة الخلية. عندما يتم تثبيط هيكسوكيناز ، ينتشر الجلوكوز خارج الخلية ولا يصبح ركيزة لمسارات التنفس في هذا النسيج. ناتج تفاعل هيكسوكيناز هو الجلوكوز 6 فوسفات ، والذي يتراكم عندما يتم تثبيط إنزيم لاحق ، فسفوفركتوكيناز.

فسفوفركتوكيناز هو الإنزيم الرئيسي الذي يتم التحكم فيه في تحلل السكر. المستويات العالية من ATP أو السترات أو درجة الحموضة الأقل والأكثر حمضية تقلل من نشاط الإنزيم. يمكن أن تحدث زيادة في تركيز السترات بسبب انسداد في دورة حمض الستريك. غالبًا ما يكون التخمير ، بإنتاجه للأحماض العضوية مثل حمض اللاكتيك ، مسؤولًا عن زيادة الحموضة في الخلية ، ومع ذلك ، لا تتراكم منتجات التخمير عادةً في الخلايا.

يتم تحفيز الخطوة الأخيرة في تحلل السكر بواسطة بيروفات كيناز. يمكن أن يستمر تقويض البيروفات الناتج أو تحويله إلى حمض أميني ألانين. إذا لم تكن هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة وكان الألانين متوفرًا بشكل كافٍ ، يتم تثبيط الإنزيم. يزداد نشاط الإنزيم عند زيادة مستويات الفركتوز -1،6-ثنائي الفوسفات. (تذكر أن الفركتوز -1،6-بيسفوسفات هو وسيط في النصف الأول من تحلل السكر.) يتضمن تنظيم بيروفات كيناز الفسفرة بواسطة كيناز (بيروفات كيناز كيناز) ، مما يؤدي إلى إنزيم أقل نشاطًا. يعمل نزع الفسفرة بواسطة الفوسفاتاز على إعادة تنشيطه. يتم أيضًا تنظيم Pyruvate kinase بواسطة ATP (تأثير خيفي سلبي).

إذا كانت هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة ، فسيتم تحويل المزيد من البيروفات إلى أسيتيل CoA من خلال عمل نازعة هيدروجين البيروفات. إذا تراكمت أي من مجموعات الأسيتيل أو NADH ، فستكون هناك حاجة أقل للتفاعل وينخفض ​​المعدل. ينظم بيروفات ديهيدروجينيز أيضًا عن طريق الفسفرة: فوسفور كيناز يفسره ليشكل إنزيمًا غير نشط ، ويعيد الفوسفاتيز تنشيطه. يتم أيضًا تنظيم إنزيم الكيناز والفوسفاتيز.

دورة حمض الستريك

يتم التحكم في دورة حمض الستريك من خلال الإنزيمات التي تحفز التفاعلات التي تصنع أول جزيئين من NADH (الشكل 7.10). هذه الإنزيمات هي isocitrate dehydrogenase و αنازعة هيدروجين كيتوغلوتارات. عندما تتوفر مستويات كافية من ATP و NADH ، تنخفض معدلات هذه التفاعلات. عندما تكون هناك حاجة إلى المزيد من ATP ، كما ينعكس في ارتفاع مستويات ADP ، يزداد المعدل. αسيتأثر نازعة هيدروجين-كيتوجلوتارات أيضًا بمستويات مادة السكسينيل CoA - وهي وسيطة لاحقة في الدورة - مما يؤدي إلى انخفاض في النشاط. الانخفاض في معدل تشغيل المسار عند هذه النقطة ليس بالضرورة سالبًا ، حيث أن المستويات المتزايدة لـ α- يمكن استخدام الكيتوجلوتارات الذي لا تستخدمه دورة حامض الستريك بواسطة الخلية لتخليق الأحماض الأمينية (الغلوتامات).

سلسلة نقل الإلكترون

لا تتأثر إنزيمات معينة من سلسلة نقل الإلكترون بتثبيط التغذية الراجعة ، لكن معدل نقل الإلكترون عبر المسار يتأثر بمستويات ADP و ATP. تتم الإشارة إلى زيادة استهلاك ATP بواسطة خلية من خلال تراكم ADP. مع انخفاض استخدام ATP ، ينخفض ​​تركيز ADP ، والآن ، يبدأ ATP في التراكم في الخلية. يؤدي هذا التغيير في التركيز النسبي لـ ADP إلى ATP إلى تشغيل الخلية لإبطاء سلسلة نقل الإلكترون.

ارتباط بالتعلم

قم بزيارة هذا الموقع لمشاهدة رسم متحرك لسلسلة نقل الإلكترون وتوليف ATP.

  1. يؤسس تدرج أيون الهيدروجين عبر الغشاء تدرج تركيز وليس تدرجًا كهربائيًا ، وبالتالي يساعد أثناء سلسلة نقل الإلكترون.
  2. يتم إنشاء تدرج أيون الهيدروجين عن طريق ضخ أيوني هيدروجين عبر الغشاء من المصفوفة في الفضاء بين الغشاء. يؤسس توزيعه غير المتكافئ عبر الغشاء كلاً من التركيز والتدرجات الكهربائية.
  3. يتم إنشاء تدرج أيون الهيدروجين عن طريق ضخ أربعة أيونات هيدروجين عبر الغشاء من المصفوفة إلى الفضاء بين الغشاء وتوزيعه غير المتكافئ عبر الغشاء يحدد التركيز والتدرجات الكهربائية.
  4. توجد أيونات الهيدروجين في الفضاء بين الغشاء منذ البداية وتؤدي إلى تكوين التدرجات اللازمة لوظيفة سينسيز ATP.

للحصول على ملخص لضوابط التغذية الراجعة في التنفس الخلوي ، انظر الجدول 7.1.

ملخص ضوابط التغذية الراجعة في التنفس الخلوي
مسارالانزيم يتأثرمستويات مرتفعة من المستجيبالتأثير على نشاط المسار
تحلل السكر هيكسوكيناز جلوكوز 6 فوسفات ينقص
فسفوفركتوكيناز شحنة منخفضة الطاقة (ATP ، AMP) ، فركتوز 6 فوسفات عبر الفركتوز 2،6-بيسفوسفات يزيد
شحنة عالية الطاقة (ATP ، AMP) ، سترات ، درجة الحموضة الحمضية ينقص
بيروفات كيناز الفركتوز -1،6-ثنائي الفوسفات يزيد
شحنة عالية الطاقة (ATP ، AMP) ، ألانين ينقص
تحويل البيروفات إلى أسيتيل CoA بيروفات ديهيدروجينيز ADP ، بيروفات يزيد
أسيتيل CoA ، ATP ، NADH ينقص
دورة حمض الستريك نازعة هيدروجين الأيزوسترات ADP يزيد
ATP ، NADH ينقص
αنازعة هيدروجين كيتوغلوتارات أيونات الكالسيوم ، ADP يزيد
ATP ، NADH ، Succinyl CoA ينقص
سلسلة نقل الإلكترون ADP يزيد
ATP ينقص

اتصال الممارسة العلمية لدورات AP®

فكر في الأمر

فسفوفركتوكيناز هو إنزيم رئيسي في تحلل السكر. يمكن أن تؤدي المستويات العالية من ATP أو السترات أو انخفاض درجة الحموضة إلى تقليل نشاط الإنزيم. اشرح لماذا هذا مفيد للخلية.

  • أنت هنا: & # 160
  • الصفحة الرئيسية
  • كتب قسم علم الأحياء أندوفر
  • علم الأحياء Openstax لدورات AP (كتاب مدرسي لتسلسل Bio58x)
  • بيو 581
  • الفصل السابع التنفس الخلوي
  • 7.7 تنظيم التنفس الخلوي

يستند هذا النص إلى Openstax Biology لدورات AP ، المؤلفين المساهمين الكبار Julianne Zedalis ، مدرسة Bishop في La Jolla ، كاليفورنيا ، John Eggebrecht ، المؤلفون المساهمون بجامعة كورنيل Yael Avissar ، كلية رود آيلاند ، Jung Choi ، معهد جورجيا للتكنولوجيا ، Jean DeSaix ، University of North Carolina at Chapel Hill، Vladimir Jurukovski، Suffolk County Community College، Connie Rye، East Mississippi Community College، Robert Wise، University of Wisconsin، Oshkosh

هذا العمل مُرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License بدون قيود إضافية


التحميل الان!

لقد سهلنا عليك العثور على كتب إلكترونية بتنسيق PDF دون أي حفر. ومن خلال الوصول إلى كتبنا الإلكترونية عبر الإنترنت أو عن طريق تخزينها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، لديك إجابات مريحة مع القسم 11 4 مفتاح الإجابة عن طريق Meiosis. للبدء في العثور على القسم 11 4 مفتاح إجابة Meiosis ، أنت محق في العثور على موقعنا الإلكتروني الذي يحتوي على مجموعة شاملة من الأدلة المدرجة.
مكتبتنا هي الأكبر من بين هذه المكتبات التي تحتوي على مئات الآلاف من المنتجات المختلفة الممثلة.

أخيرًا ، حصلت على هذا الكتاب الإلكتروني ، شكرًا لكل هذه الأقسام 11 4 مفتاح إجابة Meiosis الذي يمكنني الحصول عليه الآن!

لم أكن أعتقد أن هذا سيعمل ، أظهر لي أفضل أصدقائي هذا الموقع ، وهو يعمل! أحصل على الكتاب الإلكتروني المطلوب

wtf هذا الكتاب الاليكترونى الرائع مجانا ؟!

أصدقائي غاضبون جدًا لدرجة أنهم لا يعرفون كيف أمتلك كل الكتب الإلكترونية عالية الجودة التي لا يعرفون عنها!

من السهل جدًا الحصول على كتب إلكترونية عالية الجودة)

الكثير من المواقع المزيفة. هذا هو أول واحد نجح! تشكرات

wtffff أنا لا أفهم هذا!

ما عليك سوى اختيار النقر ثم زر التنزيل ، وإكمال العرض لبدء تنزيل الكتاب الإلكتروني. إذا كان هناك استبيان يستغرق 5 دقائق فقط ، فجرب أي استطلاع يناسبك.


الانقسام الاختزالي الثاني- نصف الحمض النووي

مراحل Meiosis II هي:

  1. الطور الثاني: ينهار الغلاف النووي ، ويبدأ المغزل بالتشكل في كل خلية ابنة أحادية العدد من الانقسام الاختزالي الأول. كما تبدأ المريكزات في الانفصال.
  2. الطور الثاني: تصطف ألياف المغزل الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم على طول خط الاستواء للخلية.
  3. الطور الثاني: تنفصل الكروماتيدات الشقيقة وتتحرك إلى أقطاب متقابلة.
  4. Telophase II و Cytokinesis: ينهار المغزل وتتشكل أغشية نووية جديدة. ينقسم السيتوبلازم في كل خلية ، وينتج عن ذلك أربع خلايا أحادية العدد. تحتوي كل خلية على مزيج فريد من الكروموسومات.

الشكل 5.12.5 في Meiosis II ، يتم فصل الثنائيات لإنشاء أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية فريدة.

فيكول 400

إذا كان متاحًا لمنتج معين ، يمكن العثور على تاريخ إعادة الاختبار الموصى به أو تاريخ انتهاء الصلاحية في شهادة التحليل.

كيف أحصل على معلومات خاصة بالدفعة أو شهادة تحليل؟

يمكن العثور على مستند COA الخاص بالدفعة عن طريق إدخال رقم الدفعة أعلاه ضمن قسم "المستندات".

هل المنتج F2637، Ficoll هو نفسه Ficoll 400؟

نعم فعلا. إنه Ficoll 400. هذا المنتج مصنّف بدرجة بيولوجيا جزيئية وخالٍ من أي نوكلياز

هل يمكن استخدام المنتج F2637 ، Ficoll ، كعنصر من مكونات المخزن المؤقت لتحميل الحمض النووي؟

يمكن استخدام هذا المنتج في محلول تحميل DNA مع الوصفة التالية لتحضير مخزون 6X: 0.25٪ bromophenol blue0.25٪ xylene cyanol FF15٪ Ficoll

ما هو الفرق بين Ficoll 400 و Ficoll PM 400؟

الفرق بين Ficoll 400 و Ficoll PM 400 هو أن PM 400 له مواصفات أكثر صرامة بشأن عدد الكائنات الحية الدقيقة / جم ومستوى الذيفان الداخلي هو & lt 0.125 EU / ml

هل لديك بروتوكولات لاستخدام المنتج F2637 ، Ficoll ، في تطبيقات مختلفة؟

يرجى التحقق من ورقة معلومات المنتج للحصول على F4375 الذي يحتوي على بروتوكول مفصل.

هل يمكنك استخدام المنتج F2637 ، Ficoll ، لعزل الخلايا أحادية النواة؟

عند محاولة عزل الخلايا أحادية النواة ، يمكنك استخدام هذا المنتج ولكننا نقدم Histopaque وهو مزيج من Ficoll و Hypaque. بالنسبة للبشر ، نقدم H8889 ، Histopaque ® -1077 Hybri-Max ™ أو 1077-1 ، Histopaque ® -1077. بالنسبة للقوارض ، نقدم 1083-1 ، Histopaque ® -1083. لعزل العدلات ، نقدم 1119-1 ، Histopaque ® -1119.

كيف أجد السعر والتوافر؟

هناك عدة طرق لمعرفة الأسعار ومدى توفر منتجاتنا. بمجرد تسجيل الدخول إلى موقعنا ، ستجد السعر والتوافر معروضين على صفحة تفاصيل المنتج. يمكنك الاتصال بأي من مكاتب مبيعات وخدمة العملاء لدينا للحصول على عرض أسعار. عملاء الولايات المتحدة الأمريكية: 3010-325-800-1 أو عرض أرقام المكاتب المحلية.


دورة الخلية وانقسام الخلية أسئلة NEET الإجابة الرئيسية

مفتاح الإجابة -
1 (1) 2 (3) 3 (2) 4 (1) 5 (4)
6 (4) 7 (2) 8 (2) 9 (1) 10 (3)
11 (1) 12 (4) 13 (3) 14 (3) 15 (3)
16 (2) 17 (2) 18 (4) 19 (2) 20 (1)
21 (1) 22 (3) 23 (3) 24 (3) 25 (3)
26 (1) 27 (3) 28 (1) 29 (2) 30 (2)
31 (4) 32 (2) 33 (1) 34 (4) 35 (3)
36 (1) 37 (1) 38 (1) 39 (4) 40 (2)
41 (3) 42 (1) 43 (2) 44 (3) 45 (4)
46 (3) 47 (1) 48 (4)


المواد والأساليب

سلالات الخميرة والوسائط

تم استخدام الطرق والوسائط الوراثية للخميرة القياسية (Roseوآخرون.، 1990). سلالة AN120 (ماتا/MATα ura3/ura3 ليو 2/leu2 trp1-hisG/trp1-hisG his3/his3 arg4-NspI/ARG4 lys2/lys2 hoΔ :: LYS2/hoΔ :: LYS2 rme1 :: LEU2/RME1) تم وصفه (Neimanوآخرون.، 2000). سلالات AN161 (cnm67Δ :: his5 + /cnm67Δ :: his5 +) ، AN180 (spo21Δ :: his5 + /spo21Δ :: his5 +) و AN230 (spo21 :: GFP/spo21 :: GFP) على النحو التالي: في كل حالة ، تم استخدام التكامل المستهدف لإدخال الحذف أو الاندماج في AN120 عن طريق التحويل. ثم تم تشريح الثنائيات الزيجوتية غير المتجانسة الناتجة ، AN160 ، AN178 ، و AN229 ، وتم تزاوج الفواصل الفردية لتكوين السلالات AN161 و AN180 و AN230 ، على التوالي. AN231 (spo21Δ/spo21 :: GFP) عن طريق التزاوج مع الفواصل المناسبة من تشريح AN178 و AN229. لبناء سلالة AN254 (ماتا/MATα ura3/ura3 ليو 2/leu2 trp1-hisG/trp1-hisG his3/له 3 lys2/lys2 hoΔ :: LYS2/hoΔ :: LYS2 cnm67Δ :: his5 + /cnm67Δ :: his5 + spo21Δ :: TRP1/spo21Δ :: TRP1) سلالات AN160–9A (MATa ura3 leu2 trp1-hisG his3 lys2 hoΔ :: LYS2 cnm67Δ :: his5 +) و AN1064 (MATα ura3 leu2 trp1-hisG his3 lys2 hoΔ :: LYS2 spo21Δ :: TRP1) ، وتم تزاوج الفواصل الفردية المناسبة.

كانت البادئات والقوالب المستخدمة لتوليد منتجات PCR للتحويل على النحو التالي: ل cnm67Δ، الاشعال ANO157 (5′TCT ACA CAT ACA AAA AAT AAT CAC TAG TAA ATA GTG ACA GGT CTT TTG TAC ATC CCC GGG CTG CAG GAA TTC) و ANO158 (5′CTT AAT TTT TAG TTA CAA TTA CAA CAA TTT TAT TGA تم استخدام CGT TAA TAA AAA GTC GAC GGT TAC GAT AAG) لتضخيم S. pombe his5 + جين من pME3 (واش وآخرون.، 1997) من أجل spo21Δ، الاشعال ANO172 (5′CTA AAG GCA TAT TAA AGA TCT ATT AAA GAT CTA TTA AAG CTT TCT GCT ACC AGT CCC GGG CTG CAG GAA TTC) و ANO173 (5′TAT ATG TAT ATA TAG AAT ATT AAG GAT TAT AAA AGA ATG TG تم استخدام AGC TGT TGA GGT GTC GAC GGT ATC GAT AAG) لتضخيم S. pombe his5 + الجين من pME3 لـspo21 :: GFP، البادئات ANO193 (5′CTC CAG CAC TCC GTA TAA ACA AAG CCA AAG ACA AGT TCC GCA CTC CAT CAA GCG GAT CCC CGG GTT AAT TAA) و ANO194 (5′TAT GTA TAT ATA GAA TAT TAA GGA TTA TAGA AAG AAT تم استخدام TAG CTG TTG AGG TGA ATT CGA GCT CGT TTA AAC) لتضخيم شريط يحتوي على علامة GFP كاربوكسي طرفي و S. pombe his5 + من البلازميد pFA6a-GFP (S65T) -HIS3 MX6 (Longtine وآخرون., 1998).

بالنسبة لدراسات الدورة الزمنية ، تم استنبات الثقافات كما هو موصوف (Neiman ، 1998). للحث على تكوين ثنائي عن طريق التبويض المتقطع (سريفاستافاوآخرون.، 1983) تمت إزالة الخلايا من وسط التبويض بعد 3 ساعات ، وتكويرها ، وغسلها مرة واحدة في H.2O ، ومعلق في H.2س ، واستؤنفت الحضانة.

البلازميدات

تم إنشاء البلازميد pRS316-SPO21 :: GFP2 على النحو التالي: SPO21 تم تضخيمه من الحمض النووي الجيني بواسطة PCR باستخدام أليغنوكليوتيدات MNO106 (5′GCG GCG GCG GCC GCT GGT TGG TTG GAA GCA TAG GTA C) و MNO107 (5′GCG GCG CTC GAG TTA ATG GTT TCT TCG GCA ACC CTG). المنتج المضخم الذي يحمل الامتدادSPO21 تم هضم منطقة الترميز بالإضافة إلى 300 نقطة أساس من تسلسل المنبع والمصب باستخدام لاانا وزهوأنا واستنسخت في pRS316 المهضوم بالمثل (Sikorski and Hieter ، 1989) لإنشاء pRS316-SPO21. تم استخدام قليل النوكليوتيدات ANO183 (5′CTT GTT GAG CTC CTG GTT GGT TGG AAG C) و ANO184 (5′CTT GTT CTC GAG TCA ATC GAT GGA GTG CGG AAC) لإعادة التوسيعSPO21 وتقديم أ كلاأنا موقع قبل وقف كودون SPO21. ثم تم هضم جزء PCR هذا باستخدام Speانا و كلاأنا والجزء 850-bp يحمل نهاية 3 من SPO21 عزل الجين. البلازميد pGFP-C-FUS (Niedenthal وآخرون.، 1996) معكلاانا و Kpnأنا ، وجزء 800-bp الذي يحمل GFP و CYC1 تم عزل المنهي. أخيرًا ، تم هضم البلازميد pRS316-SPO21 مع Speانا و KpnI ، والعمود الفقري 4.5 كيلو بايت الذي يحتوي على المروج و 5 ′ نهايةSPO21 تم عزل الجين. تم ربط هذه الأجزاء الثلاثة لإنتاج pRS316-SPO21 :: GFP2.SPO21 :: GFP2 يختلف عنspo21 :: GFP الأليل فقط في تسلسل الرابط بين SPO21 و GFP مناطق الترميز. فيspo21 :: GFP يربط تسلسل الأحماض الأمينية RIPGLIN آخر بقايا الأحماض الأمينية لـ Spo21p بالحمض الأميني الثاني لـ GFP ، بينما في SPO21 :: GFP2، تتم إزالة بقايا المحطة K ويوصل تسلسل DTVD Spo21p بأول بقايا Met من GFP.

المجهر الإلكتروني

لفحص أجسام عمود الدوران ، تم تحضير الخلايا بشكل أساسي كما هو موصوف (Byers and Goetsch ، 1991). تم حصاد الخلايا المبوغة بالطرد المركزي ، وغسلها مرة واحدة في الماء ، ثم تم تحضينها لمدة 5 دقائق في مخزن مؤقت للمعالجة المسبقة (0.2 M Tris ، ودرجة الحموضة 9.4 ، و 20 ملي EDTA ، ودرجة الحموضة 8.0 ، و 0.1 M 2-مركابتوإيثانول ، 1 M NaCl). تم بعد ذلك غسل العينات مرتين في 0.7 مولار من السوربيتول ، وتعليقها في 0.7 مولار من السوربيتول ، وتثبيتها بإضافة الجلوتارالدهيد إلى تركيز نهائي قدره 2.5٪. بعد الحضانة طوال الليل عند 4 درجات مئوية ، تم تكوير العينات وتعليقها في محلول سيترات الفوسفات (0.17 M KH2ص4، 30 ملي سيترات الصوديوم) ، تمت إضافة zymolyase (ICN Pharmaceuticals ، Aurora ، OH) إلى تركيز نهائي قدره 0.5 ميكروغرام / مل ، وتم تحضين العينات عند 37 درجة مئوية لمدة 3 ساعات. تم بعد ذلك غسل الخلايا مرتين باستخدام 0.1 مولار NaOAc ، ملطخة بنسبة 2 ٪ OO4 لمدة 15 دقيقة ، تغسل مرة أخرى في ماء مقطر ، وتلطيخ في 1٪ أسيتات يورانيل لمدة 1 ساعة. أخيرًا ، تم تجفيف العينات بواسطة سلسلة من غسل الإيثانول وتم تضمينها في راتنج Spurr للتقطيع والتحليل. تم تحليل العينات باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ JEOL 1200EX (JEOL USA، Peabody، MA) في مركز التصوير المجهري بجامعة ستوني بروك.

لتصور الانقسام الاختزالي II SPBs ، تم تحضير الخلايا لـ EM من النقاط الزمنية التي ، كما تم الحكم عليها من خلال تلطيخ 4 ′ ، 6′-diamidino-2-phenylindole (DAPI) ، و gt60 ٪ من الخلايا كانت في الانقسام الاختزالي الثاني. في مثل هذه الثقافات ، & gt80٪ من SPBs الموجودة يجب أن تكون الانقسام الاختزالي II SPBs. تم فحص ما لا يقل عن 10 SPBs في كل سلالة (AN120 و AN180 و AN161).

لفحص الأغشية المستقبلية ، كانت الخلايا ملطخة في KMnO4 كما هو موضح سابقًا (نيمان ، 1998).

التألق المناعي غير المباشر

تم إجراء دراسات التألق المناعي بشكل أساسي كما هو موصوف (Neiman وآخرون.، 1997) ، باستثناء تلك الخلايا التي تحتوي على SPO21 :: GFP2 تم إصلاحها في 3.7 ٪ فورمالدهايد لمدة 5 دقائق فقط للحفاظ على مضان GFP. مضاد لـ Ssop ، مضاد لـ Sncp (Rossi وآخرون.، 1997) ، ومكافحة Spr3p (فارس وآخرون.، 1996) تم استخدام الأجسام المضادة عند التخفيف 1: 1. تم توفير الأجسام المضادة Antitubulin بواسطة N. هولينجسورث (جامعة ولاية نيويورك ، ستوني بروك ، نيويورك). كانت الأجسام المضادة الثانوية المستخدمة هي الماعز المضادة للأرانب المقترنة بـ Cy3 (Cappel Laboratories ، Malvern ، PA) ، والماعز المضادة للفئران المقترنة بالرودامين (مختبرات Cappel) ، والماعز المضادة للأرانب المقترنة بـ Alexa 488 (مجسات جزيئية ، يوجين ، أو) . تم إنشاء صور التألق المناعي باستخدام ZeissAxioskop وكاميرا 300T CCD (Dage MTI ، Michigan City ، IN) أو كاميرا SPOT (أدوات التشخيص ، Sterling Heights ، MI) و NIH Image 6.1 وتم إعدادها باستخدام Adobe Photoshop 5.0 (Adobe Software، San Jose، CA).


مجموعة توقعية (& quotHook & quot)

(انقر هنا للاطلاع على اليوم الثاني من سلسلة الدروس هذه.)

شعار الانقسام الاختزالي

لتعزيز الغرض من الانقسام الاختزالي ، ابتكرت جلجلًا صغيرًا أذهب إليه مع الطلاب. "الانقسام الاختزالي يجعل الجاميطات أحادية الصيغة الصبغية الفريدة".

في لحظة الشفافية سأعترف بأنني أمتلك القليل من "جينات الموسيقى" أو لا (إذا كانت هذه الأشياء موجودة بالفعل). لذلك ، أقوم بنشاط "السوط" مع أطفالي. أدعو أحد الطلاب الذي يبدأ العبارة ، ثم إلى الطالب الذي يليه. واحدًا تلو الآخر حتى وصلت إلى خمسة طلاب. إذا سمح الوقت ، فقد أقوم بجولة أخرى للتعزيز.

ثم نراجع معنى كل مصطلح تحته خط باستخدام المرادفات التي تعزز معنى الشعار بشكل أساسي مراجعة نشاط اليوم الأول.


دعم المعلومات

S1 التين air-2 (or207) متحولة لا تظهر عيوب الانقسام الاختزالي.

(أ) air-2 (or207) تحتوي المسوخات على فسفرة H3S10 كبيرة (حمراء) عند درجة الحرارة المسموح بها البالغة 15 درجة مئوية ودرجة الحرارة المقيدة البالغة 25 درجة مئوية ، مما يدل على أن هذا المسوخ ليس ميتًا تمامًا للكيناز. يظهر أيضًا الأنابيب الدقيقة (الخضراء ، العمود الأيسر) والحمض النووي (الأزرق) ، لإظهار المغزل ، و SUMO (الأخضر ، العمود الأيمن) لإظهار أن RC يتجمع أيضًا في كلتا درجات الحرارة. (ب) air-2 (or207) لا تعرض المسوخات عيوبًا في تجميع RC عند 15 درجة مئوية أو 25 درجة مئوية ، حيث أن AIR-2 (أخضر ، العمود الأيمن) ، ولا يزال SUMO (أحمر) يركز في منتصف التكافؤ. (ج) air-2 (or207) لا تظهر المسوخ عيوبًا في تجميع المغزل عند 15 درجة مئوية أو 25 درجة مئوية ، حيث تتشكل مغازل ثنائية القطب مع ASPM-1 (أحمر) في القطبين. قضبان = 2.5 ميكرومتر.

الشكل S2: مستويات الجينات المحورة AIR-2 ذات العلامات degron و Kinase-dead AIR-2 في سلالات الدودة.

(أ) جدول يوضح بالتفصيل إصدارات بروتين AIR-2 التي يتم التعبير عنها وتدهورها في كل من السلالات المتولدة في وجود وغياب أوكسين. (ب) اللطخات الغربية التي تستخدم جسمًا مضادًا لـ AIR-2 لعينات دودة كاملة من السلالات المعدلة وراثيًا GFP∷AIR-2 KD TG و GFP∷AIR-2 WT TG في وجود وغياب أوكسين ، لتقييم مستويات الديغرون ∷GFP∷AIR-2 المعبر عنه من الموقع الداخلي (66 كيلو دالتون) و GFP∷AIR-2 المعبر عنه من التركيبات المعدلة وراثيًا التي تم قصفها (61 كيلو دالتون). تُظهر المقارنة بين النطاقات المعبر عنها داخليًا انخفاضًا في إضافة auxin ، على الرغم من أنه من الجدير بالذكر أن هذه العينات تم إنشاؤها من ديدان كاملة ، بينما تم استنفاد AIR-2 فقط في خط الجراثيم. يبدو أن التركيبات المعدلة وراثيًا AIR-2 WT و AIR-2 KD يتم التعبير عنها بمستويات أعلى إلى حد ما من AIR-2 الذاتية (القياس الكمي في المواد والطرق). يتم قياس هذا أيضًا في الجزء C في البويضات (بدلاً من عينات الدودة الكاملة) باستخدام كثافة التألق. (C) القياس الكمي لشدة الإسفار المطلق في البويضات التي تعبر عن كيناز ميت (GFP∷AIR-2 KD TG) و AIR-2 الموسومة بـ degron-GFP في وجود وغياب أوكسين. تم إصلاح الديدان باستخدام الإيثانول (الذي يحافظ على مضان GFP) ثم تم قياس مستويات التألق. عند إضافة auxin ، ينخفض ​​التألق (بسبب تدهور درجة الحرارة الذاتية GFP∷AIR-2). لاحظ أن مستوى التألق في السلالة التي تعبر عن GFP∷AIR-2 KD المعدلة وراثيًا في وجود auxin (الذي يعكس مستوى AIR-2 الميت كيناز المعدّل وراثيًا) أعلى من مستوى مضان للجرون المعبر عنه داخليًا GFP∷AIR -2 ، مما يشير إلى أن الجين المحور قد يكون مفرطًا في التعبير بالنسبة إلى AIR-2 الداخلي في السلالات الجرثومية للسلالات المتولدة. ومع ذلك ، من الممكن أنه إذا كان استنفاد AIR-2 الداخلي الذي يحمل علامة degron-GFP غير مكتمل ، فقد يساهم ذلك أيضًا في قراءة الأسفار في سلالة GFP∷AIR-2 KD. (د) عينة من الصور والتكبيرات من البويضات الثابتة بالإيثانول من الديدان السليمة التي تم تحديدها كميا في الجزء (C). أشرطة = تكبير 10 ميكرومتر = 2.5 ميكرومتر.

S3 الشكل. مكونات تكلفة النقرة مخطئة في غياب نشاط كيناز AIR-2.

(أ) أدى العلاج بالأوكسين قصير الأمد (4 ساعات على ألواح أوكسين) إلى استنفاد AIR-2 الداخلي (يظهر مع الجسم المضاد للدرون ، باللون الأحمر) ، و GFP∷AIR-2 KD TG (الجسم المضاد AIR-2 ، الأخضر) حتى يكون غير محدد أو غائب تمامًا عن الوسط ثنائي التكافؤ. وبالتالي ، ينتج عن استنفاد الأكسين قصير المدى عيوب مماثلة لنضوب الأكسين طويل المدى (بين عشية وضحاها). (ب) يتم تغيير نمط مكون تكلفة النقرة BIR-1 (الأحمر) بشكل خاطئ عندما يتم التعبير عن AIR-2 الميت كيناز فقط. يشير السهم إلى موقع متوسط ​​التكافؤ ، مما يبرز أن البروتين لا يتركز في تلك المنطقة في غياب نشاط AIR-2 kinase. (C) يتم تغيير نمط مكون CPC ICP-1 (أحمر) بشكل خاطئ عند التعبير عن AIR-2 الميت كيناز فقط. تشير الأسهم إلى موقع متوسط ​​التكافؤ ، مما يبرز أن البروتين لا يتركز في تلك المنطقة في غياب نشاط AIR-2 kinase. (D) التحديد الكمي لـ BIR-1 و ICP-1 على الثنائيات التكافؤ في السلالات المعدلة وراثيًا GFP∷AIR-2 KD TG و GFP∷AIR-2 WT TG (في وجود أوكسين لتحلل AIR-2 الداخلي) ، يوضح أن معظم الثنائيات التكافؤ لها عيوب في نمط تكلفة النقرة في غياب نشاط كيناز AIR-2. أشرطة = 2.5 ميكرومتر تكبير = 0.85 ميكرومتر.

شكل S4 عيوب ناتجة عن فقدان نشاط AIR-2 كيناز.

(أ) الظاهر هو DNA (أزرق) و BUB-1 (أحمر) ، والذي يترجم إلى kinetochore و RC. في حالة عدم وجود AIR-2 (أسفل) أو وجود AIR-2 الميت كيناز فقط (الصف الأوسط) ، لا يتم ترجمة BUB-1 إلى RC ، وتختفي الفجوة المتوسطة التكافؤ في تلطيخ الحمض النووي (رؤوس الأسهم). (ب) الظاهر هو DNA (أزرق) ، BUB-1 (أحمر) ، و GFP∷AIR-2 KD TG (متصور بجسم مضاد AIR-2 ، أخضر). دعمًا للبيانات الموضحة في الشكل 3C ، تُظهر هذه الأمثلة الإضافية أنه في وجود auxin ، يمكن نقش GFP∷AIR-2 KD TG في منتصف التكافؤ أو سوء النمط. ومع ذلك ، فإن وجود هذه النسخة الميتة من الكيناز من AIR-2 لا يكفي لتجنيد بروتين RC BUB-1 ، مما يشير إلى أن AIR-2 لا يعمل فقط كسقالة لتجميع الحلقة المعقدة. (C) تكبير ثنائي التكافؤ مع KLP-19 أو KLP-7 MCAK (أحمر) و GFP∷AIR-2 KD TG (متصور بجسم مضاد AIR-2 ، أخضر). تُظهر الصور أنه في الحالات التي يتم فيها توطين النسخة الميتة من الكيناز من AIR-2 إلى الطبقة المتوسطة التكافؤ ، لا يمكنها تجنيد البروتينات النهائية KLP-19 و KLP-7 MCAK. (D) الموضح هو DNA (أزرق) ، و pH3S10 (أحمر) ، و SUMO (أخضر) في البويضات حيث يتم SUMOylated (التحكم) وحيث تكون RCs غير سامة (في سلالة حيث يتم تمييز SMO-1 بعلامات GFP∷Degron∷ سومو). في كلتا الحالتين ، يستمر الرقم الهيدروجيني 3S10 على الثنائيات التكافؤ. القضبان (أ ، ج) = 0.85 ميكرومتر (ب ، د) = 2.5 ميكرومتر.

S5 Fig. لا يمنع استنفاد GEI-17 قطبية المغزل ، ولكنه يؤدي إلى عيوب خفيفة في عمود المغزل.

تشكلت مغازل البويضات بعد النضوب الجزئي لـ GEI-17 لمنع تجميع RC. تتشكل المغازل ثنائية القطب ، لكن أعمدة المغزل (المميزة بـ ASPM-1 ، باللون الأحمر) غالبًا ما تكون منقسمة جزئيًا أو مفلطحة (الأسهم). لاحظ أن الجسم المضاد ASPM-1 يظهر أحيانًا تلطيخًا غير محدد على الكروموسومات (مثل الصورة في الصف العلوي) [14]. شريط = 2.5 ميكرومتر.

الشكل S6: يؤدي نقص نشاط AIR-2 kinase إلى حدوث عيوب انقسامية.

(أ) تظهر هي الأنابيب الدقيقة (الخضراء) ، والحمض النووي (الأزرق) والداخلي AIR-2 (الجسم المضاد للكسر ، الأحمر) في الأجنة الانقسامية أحادية الخلية. الكروموسومات المنفصلة والأجسام القطبية (الأسهم) موجودة في الديدان الضابطة وفي الديدان التي تعبر عن الجينات المتحولة من النوع البري AIR-2. في المقابل ، يفشل الفصل عندما يكون AIR-2 غائبًا أو عندما يتم التعبير عن AIR-2 الميت كيناز فقط. (ب) التحديد الكمي للأجسام القطبية في أجنة مكونة من خلية واحدة. تعكس فئة "الأجسام القطبية الصفرية" نقصًا في الفصل الكروموسوم الانتصافي في حالة عدم وجود AIR-2 أو في وجود Kinase-dead AIR-2 ، مما يدعم التحليل المقدم في الشكل 6. (C) توطين الجينات المحورة AIR-2 (تم تقييمه باستخدام الجسم المضاد AIR-2 ، باللون الأحمر) في أجنة ذات مرحلة خلية واحدة بعد استنفاد AIR-2 الداخلي (تم تصويره مع الجسم المضاد لـ degron ، الصف الأوسط). يتم ترجمة AIR-2 من النوع البري المعدّل وراثيًا إلى الكروموسومات الانقسامية ولكن AIR-2 الميت للكيناز لا يفعل ذلك. (د) يمثل التحديد الكمي للفتك الجنيني بعد معالجة الأوكسين عدد الحضنات الكاملة التي تم عدها. 4.4% embryonic lethality was observed in the strain expressing the AIR-2 WT transgene, compared to 100% lethality in the absence of AIR-2 or in the presence of kinase-dead AIR-2. Bars = (A) 10μm (C) 2.5μm.


شاهد الفيديو: علم الأحياء. الفصل الأولالخلية. الانقسام الاختزالي الاول الجزء الأول (كانون الثاني 2023).