ćelijska dioba

Praktikum iz Biologije I


DIOBA STANICESve stanice viestaninog organizma nastaju tijekom rasta i razvoja

20 minuta dolazi do replikacije nasljednog materijala, udvostruavanja staninih struktura, pravilne raspodjele nasljednog materijala i staninih struktura, te nastanka dvije nove stanice keri. Proces binarnog cijepanja prikazan je na Slici 1. Nakon replikacije DNA, dvije molekule DNA se veu na suprotne strane stanine membrane, pa rastom bakterijske stanice dolazi do njihova odvajanja. U sreditu stanice dolazi do uvlaenja stanine membrane i stanine stijenke te se stvara septum, koji dijeli stanicu u dvije stanice keri. Ribosomi i ostali stanini dijelovi udvostrueni tijekom faze rasta bakterijske stanice rasporeuju se u novonastale stanice. Kao rezultat diobe nastaju dvije stanice keri koje opet mogu ui u proces binarne diobe. Organeli eukariota, mitohondriji i plastidi, takoer se umnaaju binarnim cijepanjem.

mnogobrojnim uzastopnim diobama iz zigote odnosno zametka (embrija). Kod odraslih organizama, stanice veine tkiva dijele se kako bi se tkiva obnavljala. Zaratanje rane primjer je procesa u kojem stanina dioba igra vrlo vanu ulogu. I jednostanini organizmi ulaze u proces stanine diobe u cilju ouvanja vrste. Tijekom stanine diobe iz jedne ishodine stanice (stanice majke) nastaju dvije nove stanice (stanice keri). Prije poetka same diobe u stanici majci mora doi do udvostruenja nasljednog materijala, odnosno replikacije DNA (proces replikacije objanjen je u Vjebi 6). Nakon toga stanica majka sadrava dvostruku koliinu nasljednog materijala, pa se on mora proporcionalno podijeliti u dvije stanice keri. Svi stanini organeli i strukture moraju se takoer udvostruiti i rasporediti kako bi dvije stanice keri nastale diobom sadravale odgovarajuu koliinu staninih organela i staninih dijelova, slino stanici majci ijom su diobom nastale. Postoje razlike u procesu stanine diobe kod prokariota i eukariota.

PROKARIOTIProces stanine diobe kod veine prokariota zove se binarno cijepanje ili binarna dioba. Radi se o procesu nespolnog razmoavanja (pojam nespolnog razmnoavanja je detaljnije objanjen u Vjebi 9) podjelom ishodine stanice majke u dvije nove stanice keri od kojih svaka sadri kopiju genskog materijala stanice majke.

Nasljedna informacija prokariota pohranjena je najee u obliku krune molekule DNA (nukleoid) koja nije obavijena membranom u zasebni organel, kao kod eukariota (u prokariotskoj stanici nisu prisutni organeli). Postoji samo jedna kopija nasljednog materijala kojem je za replikaciju dovoljno jedno ishodite replikacije (ori) (za objanjenje pojma ishodite replikacije vidi Vjebu 6). Iz tog je razloga proces binarne diobe kod prokariota vrlo brz. Primjerice, stanice bakterije Escherichia coli dijele se u odgovarajuim uvjetima svakih 20 minuta (tzv. generacijsko vrijeme, tg). U tihVjeba br. 8 Vjeba br. 8 Slika 1. Shematski prikaz (lijevo) i fluorescencijska mikrofotografija (desno) binarnog cijepanja u bakterije Escherichia coli (zelenom bojom oznaen protein stanine stijenke).

140

141



Neki proces

prokarioti

nemaju ve

Eukariotske stanice u jezgri sadre DNA u obliku vie velikih, zasebnih, linearnih molekula koje se tijekom stanine diobe kondenziraju u kromosome (Vjeba 6). Oni se meusobno razlikuju (vidi Vjebu 9). S obzirom na te razlike, istovrsne kromosome u stanici (npr. ista veliina, poloaj centromere, informacije za ista svojstva itd.) nazivamo homolognim kromosomima ili homolozima. Pojam ploidnosti oznaava u koliko se kopija odreeni kromosom nalazi u stanici, odnosno koliko setova homolognih kromosoma postoji u stanici. Ploiditet (broj setova kromosoma) neke stanice oznaava se tako da ispred slova n stoji broj koji

binarnog

cijepanja,

stanice keri rastu nakon replikacije DNA unutar ishodine stanice i

izlaze nakon pucanja (lize) stanice majke (Slika 2).

Slika 2. Bakterija Epulopiscium fishelsoni. U veoj stanici majci su vidljive dvije nove stanice keri.

ukazuje koliko je setova homolognih kromosoma prisutno u stanici. U stanicama veine viestaninih eukariota svaki homologni kromosom dolazi u dvije kopije, odnosno u jezgri postoje dva seta kromosoma, pa se takve stanice nazivaju diploidne, to oznaavamo sa

EUKARIOTIStanice jednostaninih i viestaninih eukariota imaju sloeniju grau, te stoga i sloeniji proces diobe. Dioba, odnosno mitotika faza, dio je procesa ukupnog staninog ciklusa, slijeda staninih dogaaja koji rezultiraju diobom stanice, i ne dogaa se izdvojeno od njega. (Slika 3).

2n. Triploidne stanice oznaavaju se sa 3n, tetraploidne sa 4n itd. Dakle, u diploidnim tjelesnim stanicama postojat e po 2 homologna, odnosno 2 istovrsna kromosoma (2 kopije svakog kromosoma), u triploidnim 3, u tetraploidnim 4 itd. Za primjer, na Slici 4 prikazana je diploidna stanica s dva seta kromosoma od kojihSlika 4. Shematski prikaz stanice sa est kromosoma, odnosno tri para homolognih kromosoma, 2n=6.

INTERFAZA 90%

svaki set sadri tri razliita kromosoma (na slici obojani

G1 25%

S (sinteza DNA) 40%

plavo, crveno i uto). Svaki homolog dolazi u dvije kopije i stanica se oznaava 2n =6. Drugi primjer su stanice korijena crvenog luka, Allium cepa. One sadravaju 16 kromosoma u diploidnom obliku, to oznaavamo sa 2n = 16. Drugim rijeima, u stanici korijena luka nalazi se 8 parova homolognih kromosoma, odnosno 2 seta po 8 kromosoma.

G2 25%

Treba napomenuti kako samo broj kromosoma u stanici, iako bitan, nije najvanija ili iskljuiva znaajka vrste, ve je uz broj nuno poznavati i strukturu kromosoma. Tako vie razliitih vrsta moe imati jednak broj kromosoma (2n = 78 imaju, primjerice, vuk, Canis lupus, ali i koko, Gallus gallus, te jo neke vrste), dok jedinke razliitog spola iste vrste mogu imati razliit broj kromosoma (primjerice kod pela, Apis mellifera, ili kod

Slika 3. Stanini ciklus. Navedeno je trajanje svake pojedine faze u odnosu na ukupno trajanje staninog ciklusa (%).

indijskog muntjaka, Muntiacus muntjak). Stanini ciklus ukljuuje fazu diobe stanice (mitotika faza) i period interfaze

Vjeba br. 8

142

Vjeba br. 8

143



(Slika 3) u kojem stanica provjerava uspjenost prethodne stanine diobe, te se priprema za novu, intenzivno obavljajui katabolike i anabolike procese: raste, pohranjuje energiju, replicira DNA i organele... Kao to se vidi na Slici 3, sam proces stanine diobe, odnosno mitotika faza, ini svega 10% vremena staninog ciklusa, a sve ostalo je period interfaze.

kondenzira u kromosome. Ipak, zbog jednostavnosti prikaza dogaaja u daljnjem tekstu emo govoriti o kromosomima, iako se oni kao strukture pojavljuju tek ulaskom stanice u diobu. Imajte na umu da je prikaz kromosoma na Slici 5 shematski. U interfaznoj jezgri kromosomi su gotovo dekondenzirani (duge tanke niti) i zajedno s pripadajuim histonskim i nehistonskim proteinima ine kromatin. Kao to se vidi na Slici 5, prije replikacije jedan kromosom (na Slici 5 lijevo) ini jedna dvolanana molekula DNA (na Slici 5 desno). U S fazu ulazi stanica s jednostrukim

InterfazaInterfaza se odvija izmeu dvije diobe (mitotike faze) i predstavlja vrijeme staninog rasta. Sastoji se od tri faze: G1, S i G2 faze. G1 faza slijedi odmah nakon mitotike faze. G potjee od engleske rijei gap, to znai praznina. Naime, u poecima izuavanja stanine diobe i procesa koji joj prethode, znanstvenici su smatrali da se u G1 fazi u stanici ne dogaa nita znaajno. Danas se zna da G1 faza nije ni najmanje period praznog hoda stanice, ve da se u toj fazi odvija niz procesa bez kojih bi svaka sljedea faza staninog ciklusa bila nemogua. Tijekom G1 faze dolazi do sinteze novih proteina, ribosoma, mitohondrija, endoplazmatskog retikuluma i drugih dijelova stanice, a isto tako dolazi do sinteze svih enzima potrebnih za sljedeu fazu interfaze, S fazu, odnosno fazu sinteze DNA. U G1 se fazi provjerava da li su zadovoljeni svi uvjeti za prelazak u sljedeu fazu S fazu (postignuta odreena veliina stanice, sinteza svih potrebnih tvari u stanici, udvostruavanje organela i uspjenost prethodne stanine diobe, ali i da li postoji poticaj/inhibicija vanjskim faktorima). Vremensko trajanje G1 faze ovisi o mnogim faktorima: o vrsti stanica koje se trebaju dijeliti, njihovoj ulozi u organizmu, o uvjetima u okolini itd. Ljudske stanice koje se uestalo dijele (svakih 24 sata) provedu u ovoj fazi u prosjeku 9 sati. U sluaju da ne postoji vanjski poticaj ili nisu zadovoljeni neki od uvjeta za ulazak u sljedeu fazu, stanica moe ui u posebnu fazu mirovanja nazvanu G0. Nakon G1 faze slijedi S faza. To je faza u kojoj dolazi do replikacije DNA (vidi Vjebu 6), odnosno udvostruenja nasljednog materijala (Slika 5). Dvije se molekule DNA dre zajedno u podruju centromere, to e biti vidljivo kad se kromatin

kromosomima (jednom dvolananom DNA molekulom po kromosomu), a nakon S faze stanica sadrava isti broj kromosoma, ali oni vie nisu jednostruki, ve dvostruki (dvije dvolanane DNA po kromosomu). Dvostruki kromosomi sadravaju dvostruko veu koliinu nasljednog materijala.

centromera

nereplicirana DNA, jednostruki kromosom jedna dvolanana molekula DNA

centromera replicirana DNA, dvostruki kromosom dvije molekule DNA, dvije sestrinske kromatide

Slika 5. Shematski prikaz izgleda kromosoma prije i nakon replikacije.

Vjeba br. 8

144

Vjeba br. 8

145


Praktikum iz Biologije IPriprema #1 #2

Dvije molekule DNA unutar dvostrukog kromosoma su identine jer su nastale semikonzervativnom replikacijom i stoga se nazivaju sestrinskim kromatidama. One se dre zajedno u regiji koju nazivamo centromera (Vjeba 6). G2 faza, kao ni G1 faza, nije period u kojem se u stanici nita ne dogaa. U toj se fazi vri intenzivna sinteza proteina potrebnih za diobu, tj. mitotiku fazu (prvenstveno tubulina za izgradnju mikrotubula). Izostankom te faze ne dolazi ni do mitoze. U sklopu pripreme za mitozu, provjerava se uspjenost replikacije DNA. U sluaju neuspjele replikacije (primjerice, uslijed oteenja DNA), problem se pokuava rijeiti, a ako to nije mogue stanica ne ulazi u staninu diobu.

G2 FAZA INTERFAZE Centrosomi (s parovima centriola) Aster

PROFAZA

PROMETAFAZA Dijelovi Kinetohore jezgrine Nekinetohorni ovojnice mikrotubuli

Rano Aster diobeno Centromera vreteno Udvostrueni kromatin

Mitotika fazaSmisao mitotike faze jest u tome da se nasljedni materijal stanice majke (kao i potrebni organeli i ostali sadraj citoplazme) raspodjeli u novonastale stanice keri. Pri tom broj kromosoma u stanicama ostaje ouvan. Mitotika faza staninog ciklusa ukljuuje dva glavna dogaaja: 1. mitoza (u uem smislu) - dioba jezgre ili kariokineza 2. dioba citoplazme citokineza Iako se, kao to je gore navedeno, pojam mitoza (u uem smislu) odnosi samo na kariokinezu, uvrijeeno je da se pod tim pojmom misli na itavu mitotiku fazu, dakle i na kariokinezu i na citokinezu zajedno. Glavni dogaaj u mitozi (Slika 6) je jednakomjerno razdvajanje nasljednogDiobeno vreteno METAFAZA Met afazna ploa ANAFAZA TELOFAZA I CITOKINEZA Rascjepna brazda Stvaranje jezgre #3Jegrica (nukleolus) Pol diobenog vretena Jezgrina Plazmatska Kromosom (sastoji se od Kinetohorni ovojnica membrana dvije sestrinske kromatide) mikrotubuli

#4

#525

m

materijala u stanice keri. Da bi to bilo mogue, nasljedni se materijal u obliku kromatina dodatno kondenzira u vidljive, gusto pakirane, zasebne kromosome. Tijekom mitotike faze jednostruki kromosomi putuju na suprotne polove stanice gdje se oko svakog seta kromosoma formira jezgrina ovojnica. Taj proces oznaava diobu jezgre (kariokineza). Istovremeno se vri pravilna distribucija staninih organela i staninih dijelova (citokineza).

Centrosom na Homologni jednom polu kromosomi diobenog vretena

Stvaranje jezgrine ovojnice

Slika 6. Shematski prikaz i fotografije stanica plua vodenjaka tijekom mitotike faze staninog ciklusa dobivene fluorescentnim mikroskopom (crveno mikrofilamenti, zeleno - mikrotubuli diobenog vretena, plavo - kromatin i kromosomi). Vjeba br. 8 146 Vjeba br. 8 147



dva,

meusobno

okomito

postavljena

centriola

Faze mitozeRana profaza (preprofaza) Ovu fazu imaju samo biljne stanice. Kromosomi su dvostruki, jer je u S fazi interfaze dolo do replikacije DNA. Kako velika sredinja vakuola biljne stanice najee zauzima veinu volumena stanice (i do 90%), jezgra se najprije mora premjestiti u sredinu stanice (Slika 7a). To se postie stvaranjem citoplazmatskih vrpci koje prodiru u sredinju vakuolu (Slika 7b). Jezgra se povlai prema sredini stanice pomou mikrofilamenata (aktinske niti) koji se nalaze unutar citoplazmatskih vrpci. Vie citoplazmatskih vrpci stopi se popreno na mjestu budue ekvatorijalne ravnine tvorei u sredini stanice citoplazmatski prostor, odnosno nastaje struktura fragmosom (Slika 7c). Fragmosom podupiru gusti snopovi mikrotubula i mikrofilamenata u obliku

(cilindrine strukture sastavljene od mikrotubula; vidi Vjebu 4). Iz centrosoma se formira mitotiko diobeno vreteno, sastavljeno od mikrotubula. Vano je uoiti da se diobeno vreteno formira izmeu dva centrosoma, a svaki je centrosom postavljen na jedan pol stanice. Diobeno vreteno nije kontinuirano, ve je sastavljeno od dva poluvretena;Slika 8. Rana profaza; tamnoplavo su prikazani kromosomi, crveno mikrotubuli. gornje

poluvreteno prua se iz gornjeg centrosoma do sredine stanice, a donje poluvreteno prua se s donjeg pola stanice do sredine stanice (Slika 9). Na Slici 9 se isto tako moe uoiti da je diobeno vreteno sastavljeno od tri vrste mikrotubula. To su: a) Astralni mikrotubuli (prikazani na Slici 6 i zeleno obojeni na Slici 9) zvjezdasto se pruaju na polovima stanice iz centrosoma, te su vezani za staninu membranu.

predprofaznog prstena koji se nalazi neposredno ispod plazmatske membrane (Slika 7d).a) vakuola jezgra b)

Smatra se da ti mikrotubuli doprinose odvajanju centrosoma na polove stanice, te osiguravaju odreeni poloaj centrosoma u stanici u odnosu na ostatak stanice. b) Druga vrsta mikrotubula koja izgrauje dva poluvretena jesu kinetohorni

citoplazmatska vrpca

mikrotubuli. Oni se veu za kinetohore (proteini koji se nalaze na centromerama kromosoma), te omoguuju razdvajanje jednostrukih kromosoma iz strukture

c)

fragmosom

dvostrukih kromosoma tijekom mitoze. Na Slici 9 su kinetohorni mikrotubuli plaveSlika 7. Rana profaza biljne stanice s vakuolom. a) interfaza; b) citoplazmatske vrpce prodiru u vakuolu; c) jezgra se pomie u sredinu stanice i nastaje fragmosom; d) zavretak stvaranja fragmosoma i predprofaznog prstena.

boje. c) Polarni (nekinetohorni) mikrotubuli su trea vrsta mikrotubula diobenog vretena. Njima je svojstveno da se sputaju iz centrosoma i prelaze polovicu stanice, te se na sredini stanice polarni mikrotubuli iz gornjeg centrosoma preklapaju s polarnim mikrotubulima iz donjeg centrosoma. Na taj je nain omogueno jae razdvajanje

d) predprofazni prsten

Profaza Glavne znaajke ove faze su nestanak jezgrice (nukleolusa) te poetak kondenzacije kromatina u zasebne, gusto pakirane kromosome na kojima se vide centromere (Slika 8). Na polove stanice smjetaju se proteinske strukture centrosomi (Slika 9; prisutni u animalnim i nekim biljnim stanicama). Svaki centrosom graen je od

staninog sadraja. Na Slici 9 su polarni mikrotubuli obojeni crveno.

Vjeba br. 8

148

Vjeba br. 8

149

Praktikum iz Biologije I kinetohorne niti diobenog vretena astralne niti diobenog vretena polarne niti diobenog vretena Centrosom (dva centriola) kinetohora


Diobeno vreteno, koje se poelo formirati u profazi, sada je do kraja formirano (onako kako je prikazano na Slici 9). Kinetohorni mikrotubuli se veu za kinetohore na centromerama dvostrukih kromosoma (Da ponovimo, centromere su dio DNA, a ne proteini. Kinetohorni proteini su vezani za centromere.).

Metafaza Tijekom metafaze (Slika 10), dvostruki kromosomi su maksimalno kondenzirani. Smjetaju se u ekvatorijalnu ravninu stanice, tj. metafaznu plou (sredina stanice). Lee na pola puta do svakog pola i to tako da se centromere nalaze u ekvatorijalnoj ravnini, a krakovi kromosoma stre prema polovima stanice.

a)

poluvreteno

dvostruki kromosomi u ekvatorijalnoj ravnini

poluvreteno

Slika 10. Mikroskopska fotografija biljne stanice u metafazi mitoze (plavo kromosomi, crveno niti diobenog vretena; ova biljna stanica nema centrosoma).

Anafaza Tijekom anafaze (Slike 11 i 13), nekinetohorni mikrotubuli rastu, produujui stanicu i poveavajui time udaljenost izmeu centrosoma na suprotnim polovima stanice.b)

Slika 9. Diobeno vreteno u metafazi. a) shematski prikaz grae; b) mikroskopska fotografija.

Prometafaza Jezgrina ovojnica se razgrauje, nasljedni materijal ostaje na mjestu jezgre - u sredini stanice, a iz centrosoma se prema sredini stanice sputaju niti diobenog vretena.

Slika

11. Mikroskopska fotografija biljne stanice u anafazi mitoze (plavo kromosomi, crveno niti diobenog vretena; ova biljna stanica nema centrosoma). 151

Vjeba br. 8 b)

150

Vjeba br. 8



Kinetohorni mikrotubuli se skrauju, to dovodi do razdvajanja sestrinskih kromatida dvostrukih kromosoma. Bive sestrinske kromatide sada postaju jednostruki kromosomi i putuju na polove stanice, pa stoga stanica postaje privremeno tetraploidna (4n), kao to ete uvidjeti u Zadatku 1.

CitokinezaDok se tijekom telofaze odvija razdvajanje kromosoma (kariokineza), citokineza predstavlja zaseban proces podjele citoplazme (citosola, citoskeleta, organela i dr.) u stanice keri. U ivotinjskim se stanicama razdvajanje dvaju stanica keri odvija procesom

Telofaza Tijekom telofaze (Slika 12) bive sestrinske kromatide, sada samostalni jednostruki kromosomi, doli su do polova stanice. Kromosomi se dekondenziraju u kromatin, a oko svakog seta kromosoma na polovima stanice formira se jezgrina ovojnica. Pojavljuje se jezgrica (nukleolus). Time zavrava kariokineza, ali ne i ukupan proces stanine diobe. Naime, s poetkom telofaze zapoinje i proces citokineze.jezgre

poznatim kao cijepanje (kalanje). Cijepanje zapoinje pojavom rascjepne brazde koja se javlja kao plitak utor na povrini stanice, u blizini nekadanje metafazne ploe. Rascjepna brazda nastaje kao posljedica kontrakcija elemenata citoskeleta (aktinskih i miozinskih filamenata) koje s citoplazmatske strane utora oblikuju kontraktilni prsten. Kako se prsten kontrahira, tako se smanjuje promjer stanice. Rascjepna brazda se produbljuje sve dok se stanica ne podijeli (Slike 14 i 15a).

Slika 14. Rascjepna brazda se pojavljuje tijekom citokineze animalne stanice. Slika 12. Mikroskopska fotografija biljne stanice u telofazi mitoze (plavo kromosomi, crveno niti diobenog vretena; ova biljna stanica nema centrosoma).

Kod biljnih stanica, razdvajanje stanica keri se odvija na bitno drugaiji nain zbog postojanja krute polisaharidne (celulozne) stanine stijenke. Ne postoji rascjepna brazda, ve se umjesto nje tijekom telofaze u sredini roditeljske stanice stvara struktura nazvana fragmoplast (tvorba nastala od elemenata citoskeleta,

endoplazmatskog retikuluma i Golgijeva aparata) koji sudjeluje kao potpora u izgradnji stanine ploe. Naime, Golgijev aparat otputa mjehurie (vezikule) koji se pomiu prema sredini stanice uz pomo mikrotubula i meusobno se stapaju u staninu plou (Slika 15b). Mjehurii sadre gradivne komponente za izgradnju nove plazmatske membrane i stanine stijenke koje rastu od centra stanice bono prema rubovima gdjeSlika 13. Fotografija animalne stanice u anafazi mitoze dobivena fluorescencijskim mikroskopom; plavo kromosomi, ruiasto kinetohore, zeleno niti diobenog vretena, naranasto centrosomi. 152

se, na kraju, stope sa staninom membranom roditeljske stanice. Rezultat takvog procesa je nastanak dvije stanice keri, svaka s vlastitom staninom membranom. Nova stanina stijenka se stvara izmeu 2 membrane stanine ploe, nakupljanjem

Vjeba br. 8

Vjeba br. 8

153



polisaharida i dr. (vidi Vjebu 3). Glavne razlike u mitozi izmeu animalnih i biljnih stanica dane su ukratko u Tablici 1.

3. Mitotika faza u kojoj se odvajaju sestrinske kromatide i putuju prema suprotnim polovima kao samostalni kromosomi zove se: a) metafaza

Slika 15. Shema citokineza ivotinjske (a) i biljne (b) stanice.

b) profaza c) a) b) anafaza

d) telofaza 4. Zaokruite netoan odgovor. Mitotika faza je: a) dioba koja se, u uem smislu, sastoji od: rane profaze, profaze, prometafaze, metafaze, anafaze i telofaze Biljna stanica stvaranje fragmosoma samo neke biljke fragmoplast, stanina ploa b) dioba u kojoj moemo razlikovati kariokinezu i citokinezu c) dioba pri kojoj se polarni mikrotubuli veu na kinetohore

Tablica 1. Razlike u mitozi izmeu biljne i ivotinjske stanice.

Proces/svojstvo: poetak diobe postojanje centrosoma podjela citoplazme

ivotinjska stanica nema fragmosoma da rascjepna brazda

d) dioba u kojoj broj kromosoma u stanici ostaje ouvan 5. Osobina mitotikog metafaznog kromosoma je: a) mala kondenziranost

b) kraci kromosoma su okrenuti prema ekvatorijalnoj ravnini ZADACI ZA VJEBANJE (jedan odgovor je toan): 1. to je karakteristino za diobeno vreteno? a) sastoji se od dva poluvretena c) centromere se nalaze u metafaznoj ploi

d) svaki kromosom sadri po jednu molekulu DNA 6. Ako se na kraju posve zavrene mitoze dobiju 2 stanice sa po 10 jednostrukih kromosoma, s koliko je i kakvih kromosoma u tu mitozu ula stanica majka? a) 10 jednostrukih kromosoma

b) centrosomi se nalaze na polovima animalne stanice i graeni su od dva meusobno okomita centromera c) formira se u anafazi

b) 20 dvostrukih kromosoma c) dva puta po 10 jednostrukih kromosoma

d) mikrotubuli diobenog vretena se neprekinuto pruaju izmeu dva centrosoma biljne stanice 2. Biljna stanica majka ima 20 kromosoma. Ispravna tvrdnja je: a) nakon mitoze stanica ker imat e razliit broj kromosoma, jer su se u anafazi razdvojile kromatide b) kromosome e tijekom mitoze razdvajati centrosomi koji imaju samo jedan centriol, jer se radi o biljnoj stanici c) citokineza e zapoeti stvaranjem rascjepne brazde d) nakon zavrene mitoze, stanice keri imat e 20 kromosoma

d) 10 kromosoma od kojih je svaki imao po dvije molekule DNA 7. Stanica koja ulazi u mitozu ima 8 dvostrukih kromosoma. Zaokruite tonu tvrdnju: a) u metafazi e imati 8 dvostrukih kromosoma b) u profazi e imati 16 kromosoma c) u anafazi e imati 8 jednostrukih kromosoma d) u metafazi, u ekvatorijalnoj ravnini e biti poredano 8 jednostrukih kromosoma

Vjeba br. 8

154

Vjeba br. 8

155



Zadatak 1: Shematski prikaz staninog ciklusa. Nacrtajte promjene u stanici koje se dogaaju tijekom jednog staninog ciklusa s obzirom na broj kromosoma, poevi od G1 faze interfaze. Nacrtajte svaku pojedinu fazu. Modelna stanica neka bude diploid, 2n = 6 (Slika 4). Uz svaku stanicu naznaite stupanj ploidnosti i broj kromosoma.

Uzmite trajni preparat uzdunog presjeka kroz meristemsko tkivo i na preparatu pronaite podruje vrnog meristema u vrku korijena luka (obratite panju na Sliku 16) Svaka stanica vrnog meristema nalazi se u nekoj od faza staninog ciklusa. Pronaite stanice u svim stadijima staninog ciklusa: interfazi, profazi, metafazi, anafazi i telofazi. Pri tome si pomozite gledajui Sliku 17. Nacrtajte po jednu stanicu u svakoj od navedenih faza.

Zadatak 2: Promatranje mitoze u trajnom preparatu vrka korijena crvenog luka (Allium cepa). Materijal: trajni preparat vrka korijena crvenog luka (Allium cepa) Na preparatu se nalazi uzduni presjek korijena crvenog luka. Zona vrnog meristema je dio korijena koji se intenzivno dijeli tijekom cijelog ivota biljke, pa je stoga idealno tkivo za praenje mitoze. Vrak korijena prekriva korijenova kapa (kaliptra), koja titi osjetljivo tkivo vrnog meristema prilikom prolaska korijena kroz tlo. Stanice korijenove kape se ne dijele, ve se nadomjetaju stanicama koje nastajuZona diferencijacije Slika 17. Stanice vrka korijena luka, Allium cepa, u pojedinim fazama staninog staninog ciklusa. Gore shematski prikaz; Dolje mikroskopske fotografije; kromatin i kromosomi obojani acetokarminom. a) interfaza, b) profaza, c) metafaza, d) anafaza, e) telofaza.

diobama vrnog meristema. Vrni meristem prema van stvara stanice korijenove kape, a prema unutra nove stanice samog korijena. Dakle, mitotski aktivno tkivo

Zadatak 3: Izrada preparata i promatranje mitoze u vrku korijena crvenog luka, Allium cepa. Biljni materijal: lukovica crvenog luka (Allium cepa) s proklijalim korjeniima

(meristem) se nalazi na samom vrku korijena, u zoni diobe stanica. Iznad te zone se nalazi zona elongacije u kojoj se stanice vie ne dijele, ve rastu u duinu. Iznad zone elongacije u se nalazi zona se stanice

Reagensi: 6M kloridna kiselina, HCl destilirana voda aceto-karmin 45%-tna octena kiselina

diferencijacije

kojoj

Pribor: predmetna i pokrovna stakalca britvica Pasteurove pipete pincete staklene posudice filtar-papir

diferenciraju u razliite stanine tipove (Slika 16).Slika 16. Poloaj vrnog meristema na uzdunom presjeku korjenia luka, Allium cepa. 156

Vjeba br. 8

Vjeba br. 8

157


Praktikum iz Biologije I Tablica 2. Faza staninog ciklusa Interfaza Profaza Metafaza Anafaza Telofaza Ukupno stanica Grupa 1 Broj stanica u odreenoj fazi staninog ciklusa Grupa 2 Grupa 3 Grupa 4 Grupa 5 Ukupno Udio stanica (%)

Postupak: 1. Uzmite lukovicu s korjeniima i britvicom odreite nekoliko svjeih korjenia. Korjenie hvatajte pincetom. Pazite da ih ne uhvatite za vrni meristem (korjenii su na vrhu zailjeni), ve za suprotni kraj. 2. Korjenie stavite u prvu staklenu posudicu s destiliranom vodom. Ostavite tako 1 minutu. 3. Premjestite korjenie u staklenu posudicu sa 6M kloridnom kiselinom. Ostavite korjenie u kiselini 10 minuta. 4. Korjenie premjestite ponovo u destiliranu vodu i ispirite uz potresanje 1 minutu. 5. Pincetom premjestite korjenie u staklenu posudicu s aceto-karminom. Ostavite ih u boji 20 minuta. 6. Obojene korjenie premjestite u posudu s 45%-tnom octenom kiselinom. 7. Britvicom odreite sam vrak korjenia i stavite ga na isto predmetno stakalce u kapljicu 45%-tne octene kiseline. Pokrijte pokrovnicom, stavite na nju komadi filter-papira i vrsto pritisnite palcem (squash). Ovo bi trebalo rezultirati tankim razmazom obojenih stanica. 8. Pogledajte preparat pod velikim poveanjem na mikroskopu. Pokuajte pronai stanice u svim fazama staninog ciklusa: interfazi, profazi, metafazi, anafazi i telofazi.

Mitoza

Ako je poznato ukupno vrijeme trajanja staninog ciklusa za odreeni tip stanica, mogue je ustanoviti duljinu trajanja pojedinih faza staninog ciklusa. Kree se od sljedee pretpostavke: to je vrijeme trajanja pojedine faze staninog ciklusa vee, to e na mikroskopskom prepratu vie stanica biti uhvaeno u toj fazi. I obratno ako odreena faza staninog ciklusa traje vrlo kratko, teko emo ju nai na preparatu. Stoga je postupak odreivanja duljine trajanja odreene faze staninog ciklusa sljedei: 1. 2. Prebroje se stanice u razliitim fazama na preparatu. Izrauna se udio stanica za svaku fazu prema formuli: broj stanica u odreenoj fazi ukupan broj stanica 3. Ako se zna ukupno trajanje staninog ciklusa (kod luka ono iznosi 16 sati), duljina trajanja pojedine faze odredi se na sljedei nain:(udio stanica u odre. fazi) x (duljina trajanja stan. ciklusa) = duljina trajanja odre. faze

Primjer: ako je 15 od 100 stanica luka u nekoj od faza mitoze, udio stanica u M Zadatak 4: Odreivanje duljine trajanja razliitih faza staninog ciklusa kod luka, Allium cepa. Prebrojite pedesetak stanica na trajnom (Zadatak 2) ili vaem (Zadatak 3) preparatu vrka korijena luka. Brojite jedan po jedan niz stanica. Brojite sve stanice, osim onih kojima se ne vidi jezgra njih preskoite. Odredite koliko je stanica u mitozi i koliki je ukupan broj prebrojenih stanica. Zabiljeite takoer koliko je stanica u pojedinim fazama mitoze (profazi, metafazi, anafazi i telofazi). Udruite svoje rezultate s rezultatima ostalih studenata iz grupe. Dolje navedenu Tablicu 2 precrtajte u biljenicu i ispunite. fazi je 0,15. Drugim rijeima, mitoza zauzima oko 15% ukupnog trajanja staninog ciklusa. Poto stanini ciklus kod luka traje 16 sati, moemo zakljuiti da M faza traje oko 2,4 sata (0,15 x 16 sati). Interfaza je najdulja faza staninog ciklusa. Profaza je uvijek najdua faza mitoze, dok su metafaza, anafaza i telofaza mnogo krae (Slika 3). Mitotiki indeks (MI) predstavlja udio stanica u mitozi u odnosu na ukupan broj promatranih stanica:

Vjeba br. 8

158

Vjeba br. 8

159


broj stanica u mitozi MI = ukupan broj stanica

Na temelju podataka iz Tablice izraunajte vrijeme trajanja sljedeih faza staninog ciklusa: interfaze, mitoze, profaze, metafaze, anafaze i telofaze. Tablicu 3 precrtajte u biljenicu i u nju unesite rezultate:

Tablica 3.

Trajanje pojedine faze u satima i minutama Interfaza Profaza Mitoza Metafaza Anafaza Telofaza Na kraju, izraunajte mitotiki indeks (u postocima) i trajanje mitoze (u satima i minutama)!

Vjeba br. 8

160

Documents

ćelijska dioba