RNDr.Radek Trojanec, Ph.D.

CYTOGENETICKÁ LABORATOŘLaboratoř experimentální medicíny (LEM)

www.LEM-Olomouc.cz

Mitóza a meióza

Základní pojmy

• Jádro lidské buňky má průměr cca 5-8 μm a obsahuje cca 2 m DNA

• U eukaryot je DNA rozdělena na sadu tzv.chromozómů• Chromozóm tvořen linearní molekulou DNA s

navázanými proteiny = chromatin

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Základní pojmy

• Nukleosom = Základní jednotkou komdenzace chromatinu• Jádro nukleosomu tvořeno komplexem 8 histonů (H2A, H2B, H3, H4) kolem kterých je

obtočena dvouřetězcová DNA (o délce asi 146 nukleotidových párů)• DNA (průměrně 50 nukleotid.párů) spojuje sousední jádra nukleosomu = „řetízek s

korálky“• Pomocí histonu H1 spojeny 2 sousední nukleozomy = 30nm vlákno• Chromatin: - rozvolněný - možná exprese genů, replikace - kondenzovaný - např.v mitózeNejvíce kondenzovaná forma chromatinu = heterochromatinChromatin rozvolněný až v různém stupni kondenzace = euchromatin

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Základní pojmy

• chromozóm je složen z chromatid spojených centromerou a v každé chromatidě je molekula DNA

• Podle poměru ramen „p“ a „q“: metacentrický chromozóm submetacentrický chromóz.

akrocentrický chromozóm• telomera: koncová část chromatid• karyotyp: souhrn chromozomů daného organismu

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Mitóza – rovnostní dělení

Meióza – redukční dělení

2n 2n 2n

2n n n n n

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE Mitóza

zajišťuje genetickou identitu dceřiných buněkfáze:

profáze metafáze anafáze telofáze s cytokinezí

Profáze

• Chromnozómy začínají kondenzovat

• Iniciuje se rozpad jadérka a jaderné membrány

• Centrioly se pohybují směrem k pólům buňky

• Tvoří se mitotické vřeténka, mikrotubuly a proteiny

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Metafáze• Chromozómy jsou

maximálně kondenzovány a seřazeny v ekvatoriální rovině

POZN: Tato fáze je vhodná

pro přípravu chromozomálních

preparátů)

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Anafáze

• chromatidy každého chromozómu se rozcházejí k opačným pólům buňky

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Telofáze a cytokineze

Telofáze

• dekondenzace chromozómů

• začíná se tvořit jaderný obal

Cytokineze

• tímto procesem se oddělí cytoplazmy dceřiných buněk

• Pro další dělení se sesterské chromatidy se dosyntetizují v S-fázi

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Videosekvence

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

• (mitotická) nondisjunkce

Poruchy v chromozomálním počtu

aneusomie, polysomie: Pataův syndrom (trisomie 13), Downův sy. (trisomie 21), Edwardsův sy. (trisomie 18), aneusomie gonozomů (Klinfelterův sy. 47,XXY; Turnerův sy. 45,X atd.), onkologická onemocnění apod.

Meióza

dvě fáze: meióza I a meióza II• meióza I – redukční (heterotypické) dělení :

– profáze• leptotene• zygotene• pachytene• diplotene• diakineze

– metafáze– anafáze – k pólům buňky se rozcházejí chromosomy jednotlivých párů– Telofáze

• interkineze• meióza II – homeotypické dělení (analogie mitózy)

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

2n n n n n

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE Meióza

ProfázeLeptotene - vláknité chromosomy se začínají kondenzovat Zygotene - párování homologních chromosomů, vznik bivalentů Pachytene - pokračuje kondenzace, čtveřice chromatid jsou dobře patrné jako tzv. tetrády (kvadrivalent), dochází ke crossing-overu Diplotene - tetrády se rozestupují, místa překřížení chromatid (po crossing-overu) lze pozorovat jako tzv. chiasmata Diakineze - chiasmata zanikají (terminalizace chiasmat), rozpadá se jaderný obal, profáze končí

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Meióza

párování homologických chromozómů

(bivalent)

crossing-overchromozómy s

rekombinovanými chromatidami

Crossing-over

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Videosekvence

LABORATORY OF

EXPERIMENTAL

MEDICINE

Grafy, obrázky, schémata a texty apod. byly přejaty a zpracovány s použitím

Alberts et al., Molecular biology of the cell, Garland Science, New York, 2002

Stanislav Rosypal: Úvod do molekularni biologie, Praha, 2006

http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/mitosis_phases.html; http://biologyofcells.blogspot.com/; http://nayfahsai.blogspot.com/2007/07/mitosis.html; http://www.thinkquest.org/library/; http://www.mesoblast.com; http://genetika.wz.cz/bunka.htm; www.olympus.cz; http://images.google.cz; http://www.sci.muni.cz/; http://laurent.penet.free.fr;