Митоз: G2-G2/M үе шатуу

Митоз: G2-G2/M үе шатууд:  
Митоз гэдэг нь эукариот эс хуваагдаж, генетикийн хувьд ижил хоёр охин эсийг үүсгэх үйл явц юм. Эсийн мөчлөг нь G2 үе ба М үе (митоз) зэрэг хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ. G2 ба G2/M үе шатуудыг задалъя:
G2 үе шат:
G2 үе шат нь эсийн мөчлөгийн S үе шатыг (нийлэгжилт) дагадаг. S үе шатанд ДНХ хуулбарлагдаж, центромероор холбогдсон хромосом (эгч хроматид) бүрийн хоёр ижил хуулбар үүсдэг. G2 үе шатанд эс нь нэмэлт өсөлтөнд орж, митозд бэлддэг. Эс нь ДНХ-ийн алдааг шалгаж, шаардлагатай засварыг хийж гүйцэтгэдэг. Мөн S үе дэх ДНХ-ийн хуулбар үнэн зөв хийгдсэн эсэхийг шалгадаг.
G2/M шилжилт:
G2 үе шатаас M үе рүү шилжих нь эсийн мөчлөгийн чухал хяналтын цэг юм. Эс нь ДНХ-г алдаагүй хуулбарлаж, эсийн хуваагдалд тохиромжтой орчинг баталгаажуулдаг. Хэрэв бүх зүйл эмх цэгцтэй байвал эс нь митозын процесс явагддаг M үе рүү шилждэг.
M үе шат (митоз):
Митоз нь хэд хэдэн үе шатанд хуваагддаг: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Профазын үед цөмийн бүрхүүл задарч, хромосомууд нягтардаг. Метафазын үед хромосомууд эсийн экваторын дагуу байрладаг бөгөөд үүнийг метафазын хавтан гэж нэрлэдэг. Анафаза нь эгч хроматидуудыг салгаж, хроматид бүр эсийн эсрэг туйл руу шилждэг. Телофазын үед тусгаарлагдсан хроматидын эргэн тойронд шинэ цөмийн дугтуйнууд үүсч, эсэд цитокинез явагдаж, хоёр ялгаатай охин эсүүд үүсдэг. 

Дүгнэж хэлэхэд, G2 үе шат нь эсийн хуваагдалд бэлтгэх үе шат бөгөөд эс нь митозд бэлэн байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг. G2-ээс M үе рүү шилжихэд ДНХ-ийн хуулбарын бүрэн бүтэн байдлыг шалгах хяналтын цэгүүд орно. Эс эдгээр хяналтын цэгүүдийг дайран өнгөрсний дараа цөм хуваагдах митоз руу шилжиж, эцэст нь генетикийн хувьд ижил төстэй хоёр охин эс үүсдэг.

 Урвалын дараалал: 
Урвалын дараалал нь химийн урвалын хурд ба урвалд орох бодисын концентрацийн хоорондын математик хамаарлыг илэрхийлдэг. Энэ нь туршилтаар тодорхойлогддог бөгөөд урвалд орох бодисын концентрацитай холбоотой урвалын хурд хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг илэрхийлэхэд тусалдаг.

Тэг эрэмбийн урвал:
Урвалын хурд нь урвалд орох бодисын концентрацаас хамаардаггүй. Тэг эрэмбийн урвалын хурдны тэгшитгэлийг ихэвчлэн Rate=k гэж илэрхийлдэг ба энд k нь хурдны тогтмол юм.

Эхний дарааллын хариу үйлдэл:
Урвалын хурд нь нэг урвалжийн концентрацтай шууд пропорциональ байна. Нэгдүгээр эрэмбийн урвалын хурдны тэгшитгэлийг Rate=k[A] гэж илэрхийлнэ. Энд k нь хурдны тогтмол, [A] нь урвалжийн концентраци юм.

Хоёрдугаар эрэмбийн урвал: 
Урвалын хурд нь нэг урвалжийн концентрацийн квадрат эсвэл хоёр урвалжийн концентрацийн бүтээгдэхүүнтэй пропорциональ байна.

Хоёрдахь эрэмбийн урвалын хурдны тэгшитгэл нь Rate=k[A]2 эсвэл Rate=k[A][B] гэх мэт янз бүрийн хэлбэртэй байж болно, энд k нь хурдны тогтмол, А ба В нь урвалд орох бодисын концентраци юм.

Урвалын дарааллыг зөвхөн тэнцвэртэй химийн тэгшитгэлээр тодорхойлох боломжгүй гэдгийг анхаарах нь чухал юм. Урвалын дарааллыг тодорхойлохын тулд туршилтын өгөгдөл, ялангуяа урвалд орох бодисын концентрацийн өөрчлөлттэй урвалын хурдыг өөрчлөх шаардлагатай. Нэмж дурдахад, урвалууд нь бутархай эсвэл өөр бүхэл тоонуудын хослолтой нийт дараалалтай байж болох бөгөөд урвалын механизмаас хамааран илүү төвөгтэй хурдны илэрхийллийг агуулж болно. Урвалын ерөнхий дараалал нь урвалж бүрд хамаарах бие даасан урвалын дарааллын нийлбэр юм.
 Ямар үүрэгтэй 
Таны асуултад "G2-G2/M үе шатууд"-ыг дурьдсан тул бага зэрэг төөрөгдөл байгаа бололтой, энэ нь илүүц мэт санагдаж байна. G2 (Gap 2) үе нь эсийн мөчлөгийн нэг хэсэг бөгөөд M (митоз) үе шатаас өмнө байдаг. Би эсийн мөчлөг дэх G2 үе ба G2/M шилжилтийн үүргийг тодруулъя.
G2 үе шат (2-р үе шат):
Үүрэг: G2 үе шат нь ДНХ хуулбарлагдах S үе (синтез)-ийг дагадаг. G2 фазын үндсэн үүрэг бол эсийг митоз (эсийн хуваагдал) хийхэд бэлэн байлгах явдал юм. Энэ нь эс нь ДНХ-ийн хуулбарлах алдааг шалгаж, шаардлагатай засварыг хийдэг хяналтын цэг болдог. Нэмж дурдахад эс нь цаашид ургаж, хуваагдахад бэлтгэдэг.

G2/M шилжилт:
Үүрэг: Энэ бол эсийн мөчлөгийн чухал хяналтын цэг юм. М (Митоз) үе шатанд орохын өмнө эс нь S үе шатанд ДНХ-ийг үнэн зөв хуулбарлаж, эсийн хуваагдалд тохиромжтой орчинг баталгаажуулдаг. Нөхцөл байдал таатай, ДНХ бүрэн бүтэн байвал эс G2-оос М үе рүү шилждэг.

Митоз (M үе шат):
Гүйцэтгэх үүрэг: Митоз гэдэг нь эсийн хуваагдлын үйл явц бөгөөд хуулбарлагдсан хромосомыг хоёр охин эсэд хуваарилах бөгөөд тус бүр нь ижил генетикийн материалтай. Энэ нь профаза, метафаза, анафаза, телофаза зэрэг хэд хэдэн үе шатуудаас бүрддэг бөгөөд тус бүр нь хромосомын конденсац, тэгшлэх, салгах, цөмийн бүрхүүлийн шинэчлэл зэрэг тодорхой үйл явдлуудтай байдаг.

Дүгнэж хэлэхэд G2 үе шат нь митозын бэлтгэлийн үе шат болж, эсэд ДНХ-ийн репликацийн алдааг шалгаж, засах боломжийг олгодог. G2/M шилжилт нь эсийн хуваагдалд тохиромжтой нөхцлийг баталгаажуулдаг чухал хяналтын цэг юм. Митоз нь өөрөө генетикийн материалыг охин эсүүдэд тэгш хуваарилах, хромосомын тоо, генетикийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах үүрэгтэй. Эсийн мөчлөгийн үе шат бүр нь эсийн хуваагдал, нөхөн үржихүйн ерөнхий үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

 Үе шатууд 
Митоз: 

Митоз гэдэг нь генетикийн хувьд ижил хоёр охин цөм үүсэхэд хүргэдэг цөмийн хуваагдлын үйл явц юм. Энэ нь профаз, метафаза, анафаза, телофаза гэсэн дөрвөн үе шатанд хуваагддаг.

Профаз: Хромосомууд нягтарч, харагдах болно. Цөмийн бүрхүүл задарч эхэлдэг. Митозын булангийн утаснууд үүсч, центросомуудын хооронд сунадаг.

Метафаз: Хромосомууд нь эсийн экватор дээр нийлдэг бөгөөд үүнийг метафазын хавтан гэж нэрлэдэг. Спиндлийн утаснууд нь хромосомын центромеруудтай холбогддог.

 Анафаза:  Эгч хроматидууд нь булангийн утас богиноссоноор эсийн эсрэг туйл руу татагддаг. Тусгаарлагдсаны дараа хроматид бүрийг бие даасан хромосом гэж үзнэ.

 Телофаза:  Хроматидууд, одоо бие даасан хромосомууд нь эсийн эсрэг туйлд хүрдэг. Хромосомын багц бүрийн эргэн тойронд шинэ цөмийн бүрхүүл үүсдэг. Хромосомууд задарч эхэлдэг ба митоз нь дуусдаг.

 Цитокинез: 

Цитокинез нь хоёр охин эсийн хооронд цитоплазм болон бусад эрхтэний хуваагдал юм. Амьтны эсэд микрофиламентуудын агшилтын цагираг үүсч, эсийг хоёр хэсэг болгон хавчих болно. Ургамлын эсүүдэд охин эсийн хооронд шинэ эсийн хана үүсдэг. Үүний үр дүнд тус бүр нь ижил хромосомтой хоёр охин эс үүсдэг.

Дүгнэж хэлэхэд эсийн мөчлөг нь интерфаз (G1, S, G2) ба митоз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) зэрэг хатуу зохицуулалттай хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг. Шат бүр нь генетикийн материалыг үнэн зөв хуулбарлах, хуваахыг баталгаажуулах тусгай чиг үүрэг, хяналтын цэгүүдтэй байдаг. Цитокинез нь хоёр охин эсийг салгаснаар үйл явцыг дуусгадаг.

 Холбогдох өвчлөлүүд 
Митозын алдаа эсвэл эсийн мөчлөгийн зохицуулалтгүй байдал нь янз бүрийн өвчинд хувь нэмэр оруулдаг. Энд зарим жишээ байна:

Хорт хавдар: Хяналтгүй эсийн хуваагдал нь хорт хавдрын шинж тэмдэг юм. Хавдар дарангуйлагч ген (жишээ нь, p53), онкоген (жишээ нь, Ras) зэрэг эсийн мөчлөгийг зохицуулдаг генийн мутаци нь хорт хавдар үүсэхэд хүргэдэг. Хорт хавдрын эсүүд ихэвчлэн эсийн мөчлөгийн хяналтын цэгүүдийг давж гардаг бөгөөд энэ нь хяналтгүй тархалтад хүргэдэг.

Мэдрэлийн доройтлын өвчин: Альцгеймер, Паркинсоны өвчин зэрэг нь мэдрэлийн эсийн эсийн мөчлөгийн хэвийн бус үйл ажиллагаатай холбоотой байдаг. Мэдрэлийн эсүүд ихэвчлэн эсийн мөчлөгөөс гардаг бөгөөд митозд ордоггүй боловч мэдрэлийн дегенератив өвчний үед эсийн мөчлөгт дахин орж, эсийн үхэлд хүргэдэг.

Генетикийн эмгэгүүд: Зарим генетикийн эмгэгүүд нь эсийн хуваагдлын алдаатай холбоотой байдаг. Жишээлбэл, Дауны хам шинж нь 21-р хромосомын нэмэлт хуулбар байгаатай холбоотой бөгөөд ихэвчлэн эсийн хуваагдлын үед хромосомын хуваагдлын алдаанаас болдог.

Аутоиммун өвчин: Системийн чонон хөрвөс (SLE) зэрэг эмгэгүүд нь эсийн үхэл нэмэгдэж, эсийн мөчлөгийн зохицуулалт өөрчлөгдсөнтэй холбоотой байдаг. Дархлааны систем нь эрүүл эсүүд рүү довтолж, эсийн мөчлөгийн зохицуулалт алдагдах нь эд эсийг гэмтээж болно.

Прогериа: Прогериа бол эрт хөгшрөлтөөр тодорхойлогддог удамшлын ховор өвчин юм. Энэ нь ихэвчлэн LMNA генийн мутацийн улмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь хэвийн бус цөмийн морфологи, эсийн мөчлөгийн гажиг үүсгэдэг.

Хөгжлийн эмгэг: Үр хөврөлийн хөгжлийн эхэн үеийн митозын алдаа нь хөгжлийн эмгэгийг үүсгэдэг. Жишээлбэл, эд, эрхтэн үүсэх явцад эсийн хэвийн бус хуваагдалаас болж төрөлхийн тодорхой гажиг үүсдэг.

Эсийн мөчлөг ба митозын молекулын механизмыг ойлгох нь эсийн өсөлт, хуваагдалтай холбоотой өвчний зорилтот эмчилгээг боловсруулахад маш чухал юм. Судлаачид эмийн боломжит зорилтуудыг тодорхойлох, эсийн мөчлөгийн зохицуулалттай холбоотой эмгэгийн эмчилгээний стратегийг сайжруулахын тулд эдгээр үйл явцыг идэвхтэй судалж байна.

 Хэн гэдэг хүн анх хэдэн онд нээсэн: 
Уолтер Флемминг (1882): Германы анатомич Уолтер Флемминг митозын үйл явцын анхны нарийвчилсан ажиглалтыг хийсэн гэж үздэг. Тэрээр "митоз" гэсэн нэр томьёог зохиож, эсийн хуваагдлын үе шатууд болох профаза, метафаз, анафаза, телофазыг тодорхойлсон.

Эдуард Страсбургер (1884): Германы ургамал судлаач Страсбургер ургамлын эс дэх митозын тухай Флеммингийн ажиглалтыг бие даан баталсан.

Теодор Бовери (1902): Германы биологич Теодор Бовери удамшлын хромосомын онолыг дэвшүүлж, хромосомын эмгэгийг хорт хавдартай холбосон. Түүний ажил нь эсийн хуваагдлын үед хромосомыг зөв тусгаарлахын ач холбогдлыг ойлгоход хувь нэмэр оруулсан.