Kui tavaliselt inimesed räägivad
mitoosist, siis viidatakse rakule, diploidsele rakule.
Diploidne tähendab, et sellel on täiskomplekt
kromosoome, seega sellel on 2n kromosoomi.
See siin on tuum.
See on kogu rakk.
Seega enamik ütleb, et vaata, rakk ise
jaguneb kaheks diploidseks rakuks, seega sellest saab kaks
rakku, millel on täiskomplekt kromosoome,
2n kromosoomi.
Seega kui inimesed ütlevad, et rakk on läbinud mitoosi,
mõtlevad nad tavaliselt seda.
Aga ma tahaks teha väikese selgituse, et tegelikult
mitoos viitab ainult geneetilise materjali
ja tuuma kopeerimisele.
Seega, näiteks, kui ma selle joonistaks -- las ma joonistan
raku -- ja sellel on nüüd kaks tuuma, mõlemad
diploidse arvu kromosoomidega, siis see rakk
on läbinud mitoosi.
See pole veel läbinud tsütokineesi, millest me
kohe räägime, aga see on protsess,
kus tsütoplasma jaguneb
kaheks erinevaks rakuks.
Et pisut selgitada, tsütoplasma on kõik
väljaspool tuuma.
Ma räägin sellest kohe, aga teadke, et
igapäevaselt kasutatakse mitoosi
sellises tähenduses.
Aga kui sul on õpetaja, kes norib
pisiasjadega, siis tegelikult tähendab mitoos ainult seda.
See on tuuma jagunemine või kopeerimine
kaheks eri tuumaks.
Tavaliselt kaasneb sellega tsütokinees, kus
rakkude tsütoplasmad eralduvad.
Nüüd lähme edasi mitoosi mehhanismide juurde.
Esimesed sammud, mida on mitoosi toimumiseks vaja,
toimuvad tegelikult väljaspool mitoosi, kui rakk teeb
oma igapäevast tööd, st interfaasi ajal.
Interfaas pole mitoosi faas.
See on faas, kus rakk elab oma elu.
Ütleme, et meil on mingi rakk.
Las ma teen selle rohelises.
See siin on uus rakk.
See on selle tuum.
Sellel on 2n kromosoomi, siis see kasvab.
See võtab väljaspoolt toitaineid ja toodab
valke jne ja nii see kasvab pisut.
Sellel on loomulikult alles täiskomplekt kromosoome.
Mingil hetkel oma elutsüklis -- ja ma annan
neile ka nimed -- sellest faasist interfaasis
võib-olla ei räägitagi mõnes bioloogia kursuses, aga
sellele antakse nimi.
Selle nimetus on G1, selles faasis
rakk lihtsalt kasvab.
See kasvab, kogub materjale ja
ehitab end üles ja siis kahekordistab oma
kromosoomid.
Meil on ikka veel diploidsed kromosoomid.
Las ma suurendan seda.
Las ma joonistan selle.
Seda kutsutakse interfaasi S faasiks, nii et see on S.
Ja S on see, kus toimub kromosoomide
kopeerimine.
Jällegi, see pole veel mitoos.
Seega S-is toimub kromosoomide kopeerimine.
Kui ma suurendaksin tuuma sisse S faasis, kui
ma alustaksin -- las ma lihtsalt alustan ühe organismiga,
millel on kaks kromosoomi.
Ma joonistan need kromosoomidena, et näidata,
et toimub kopeerimine.
Ütleme, et sellel on see kromosoom siin ja siis
ütleme, et see kromosoom siin.
Kui see läbib S faasi, siis need kromosoomid kopeeritakse.
Ja ma joonistasin siia ainult tuuma.
Ma suurendasin sisse ainult sellesse ossa siin, kus n on 1, kus
kromosoomide täiskomplekt on kaks kromosoomi.
S faasi käigus kromosoomid kahekordistuvad ja...
seega see roheline kopeeritakse täielikult
ja me oleme seda veidi õppinud,
nad on ühendatud tsentromeeriga.
Mõlemad nendest koopiatest on kromatiidid
ja see punane teeb sama asja.
Kuigi meil oli kaks kromatiidi, üks iga kromosoomi kohta,
on meil nüüd neli kromatiidi, kaks iga
kromosoomi kohta, me ütleme ikka veel, et meil on kaks kromosoomi.
See siin on tsentromeer.
See toimub S faasis ja siis lihtsalt
jätkab rakk kasvamist.
Seega rakk oli juba suur -- ma keskendun jälle rakule.
Rakk oli suur ja muutub veel suuremaks.
See muutub suuremaks G2 faasis, seega see
lihtsalt kasvab veel.
On veel üks raku jupp, millest
me polegi veel rääkinud, aga ma räägin
sellest pisut.
See pole ülitähtis, aga see on
tsentrosoom.
Need on olulised hiljem, kui
rakk päriselt jaguneb ja tsentrosoomid kahekordistuvad samuti.
Ütleme, et mul on siin väike tsentrosoom.
Selle sees on tsentrioolid.
Te ei pea nende pärast väga muretsema, aga need
on väiksed silndrikujulised asjad.
Ma lihtsalt tahan, et te ei satuks segadusse, kui näete
sõnu tsentriool ja tsentrosoom ning ega ajaks
neid segi tsentromeeridega, mis on need väiksed punktid,
mille külge kinnituvad kaks kromatiidi.
Kahjuks on paljud asjad selle protsessi juures väga
sarnaselt nimetatud ja paljud raku
osad kõlavad sarnaselt.
Aga on asjad, mida hüütakse tsentromeerideks,
mis tulevad mängu varsti ja mis istuvad
väljaspool tuuma. Ka nemad kahekordistuvad.
Ja ka nemad kahekordistuvad interfaasi ajal.
Nii et kui enne oli neid üks, siis nüüd on neid kaks.
Ja muidugi on mõlemal oma kaks väikest tsentriooli,
aga me veel ei keskendu nendele.
Seega see kõik toimub interfaasis.
See on enamus raku elust, kus see põhimõtteliselt
kasvab ja teeb, mida tahab.
Tegelikult ma tahaks teha väikse täpsustuse.
Kui ma joonistasin siia DNA, siis ma tegin selle kromosoomidena.
Tegelikult kui me räägime interfaasist,
siis DNA ei näe välja selline.
DNA, kui ma oleks selle tegelikult joonistanud, oleks
kromatiini kujul.
See poleks tihedalt pakitud, nagu ma selle siia joonistasin.
Ma joonistasin selle nii, et oleks näha, et toimus
kahekordistumine, aga tegelikult see roheline kromosoom
oleks täiesti lahti harutatud ja kui te seda mikrskoobis
vaataksite, oleks raskusi selle nägemisega.
See on kromatiini kujul.
Varsti me räägime natuke sellest, kus see võtab
kromosoomi kuju, aga praegu on see kromatiin,
lihtsalt hunnik DNA-d ja valke, mille ümber
DNA on mähkunud.
Aga kui te vaatate seda mikroskoobis, näeb see välja
nagu suur hägu DNA-st ja valkudest.
Sama asi käib punase molekuli kohta.
Et DNA üldse midagi teha saaks,
peab see olema selline.
see peab olema keskkonnale avatud, et
mRNA ja erinevad abistavad valgud saaksid
sellega toimetada.
Ja isegi replikatsiooni ajal peab see olema
lahtiharutatud, et see toimiks.
Tihedalt pakitakse see alles hiljem.
Ma lihtsalt joonistasin selle nii, sellel oli üks roheline,
see kopeeriti, et luua veel üks roheline ja
need kaks ühenduvad mingil hetkel.
See punane kopeeritakse, et luua teine punane
ja ka nemad ühenduvad mingil hetkel, aga
nii joonistades poleks see selge.
Ma joonistasin selle nii, et oleks näha, mis tegelikult toimus.
See siin on reaalsus.
See on kromatiini kujul.
Nüüd oleme valmis mitoosiks.
Esimene mitoosi faas on...
las ma joonistan selle.
Ma joonistan raku rohelisega.
Tuuma joonistan ma palju suuremana, kui see tavaliselt
võrreldes rakuga on, sest praegu toimub
tegevus põhiliselt tuumas.
Seega esimene mitoosi faas on profaas.
Need nimetused on üsna suvalised.
Inimesed vaatasid mikroskoopi.
Oh, sellist sammu näeme me alati, kui
tuum jaguneb, seega kutsume seda profaasiks.
Profaasis toimub see, et kromatiin
hakkab võtma kromosoomi kuju.
Nagu ma enne ütlesin, kui me oleme interfaasis, on DNA
lahtipakitud ja eraldatud kujul.
See hakkab kokku keerduma
ja pidage meeles, see on juba
kahekordistunud.
Replikatsioon toimus enne mitoosi algust.
Mul oli üks kromosoom siin ja
teine siin.
Neil on kaks sõsar-kromatiidi, mis varsti
lahku tiritakse.
Profaasi käigus hakkavad ka
tsentromeerid esile kerkima.
Need hakkavad kaasa aitama
mikrotuubulite moodustumisele, neid võib vaadelda
kui nööre, mis hakkavad
asju liigutama, kui rakk jaguneb.
See on üpris hämmastav.
Kui te mõtlete rakust, siis see tundub olevat
loomupäraselt üsna lihtne
See on kõige lihtsam elus üksus meis või kogu elus.
Aga isegi siin on keerulised mehhanismid,
millest paljusid veel ei mõistetagi.
Me saame neid küll vaadelda, aga me tegelikult ei tea,
mis toimub aatomi tasandil või valkude tasandil,
mis lubavad nendel asjadel liikuda nii ilusa
koreograafia järgi.
See on ikka veel uurimisjärgus.
Mõnda asja mõistetakse, mõnda mitte.
Aga meil on kaks tsentrosoomi ja nad
hõlbustavad mikrotuubulite teket, mis
on need väiksed mikrostruktuurid.
Neid võib vaadelda kui torusid või nööre.
Nüüd kui profaas edeneb, jõuab see hetkeni, mil
-- las ma joonistan selle.
Ma ei taha seda sõna "replikatsioon" siia.
See ajab segadusse.
Las ma kustutan selle.
Kui profaas edeneb, siis tuumamembraan
kaob.
Las ma joonistan selle uuesti.
Kui profaas progresseerub, hakkab tuumamembraan
lagunema.
Seega see hakkab lagunema ja
need asjad hakkavad kasvama ja kinnituma
tsentromeerile.
See kõik toimub profaasi ajal.
Kuna see kõik toimub profaasi ajal, see viimane
osa profaasist, siis kutsutakse seda hiliseks profaasiks,
vahel ka prometafaasiks.
Seega vahel peetakse seda eraldi mitoosi
faasiks, kuid kui mina sellest koolis õppisin, siis
seda prometafaasina ei käsitletud.
Seda kõike lihtsalt kutsuti profaasiks.
Aga profaasi lõpuks või tegelikult
prometafaasi lõpuks
näeb situatsioon välja umbes selline.
Meil on rakk.
Tuumamembraan on lagunenud, seega
mõnes mõttes see enam ei eksisteeri.
Kuigi valgud, millest see koosnes, on ikka seal ja
neid kasutatakse hiljem jälle.
Lisaks on meil antud juhul kaks kromosoomi.
Inimese puhul oleks neid 46.
Siin on kaks kromosoomi, mõlemad koosnevad
kahest kromatiidist.
Kaks kromosoomi.
Neil on muidugi tsentromeerid ja
tsentrosoomid on liikunud endise tuuma poolustele.
Ja mikrotuubulid on laiali veninud,
neil on kaks funktsiooni.
Praegu nad nagu lükkavad
kahte tsentrosoomi üksteisest eemale.
Mõned mikrotuubulid tulevad sellest
tsentrosoomist, mõned tulevad sellest,
mõned ühendavad mõlemat tsentrosoomi.
Mõned nendest mikrotuubulitest
-- ehk nendest köitest või torudest --
kinnituvad kromosoomi tsentromeerile ja
valgustruktuuri, millele nad kinnituvad, kutsutakse
kinetohooriks.
Kinetohoor.
See on valgustruktuur.
See on tegelikult lummav.
See on veel uurimise all, kuidas täpselt
mikrotuubul kinetohoorile kinnitub, ja nagu me
varsti näeme,
tõmbavad just kinetohooris mikrotuubulid kaks kromatiidi üksteisest lahku.
Ja tegelikult ei teata täpselt,
kuidas see töötab.
On vaid märgatud, et nii see toimub.
Kui profaas on läbi, veenduvad rakud,
et kromosoomid oleks korralikult reas.
Ma joonistasin nad siin joondunult, aga
tegelikult see toimub metafaasis,
mis on järgmine faas.
Esimene oli profaas.
Nüüd oleme me metafaasis ja metafaas on tegelikult
kromosoomide joondumine, seega kõik kromosoomid
joonduvad raku keskele.
Punane kromosoom on siin,
roheline on siin ja muidugi
on siin tsentrosoomid ja kääviniidid, mis
nendest väljuvad.
Mõned neist on kinetohoorsed kääviniidid, mis
kinnituvad kromosoomide tsentromeeridele.
See on segane, eks?
Tsentrosoomid on need struktuurid, mis juhivad
mikrotuubulite tööd.
Tsentrioolid on väiksed struktuurid, need väikesed
purgi-kujulised struktuurid tsentromeeri sees ja
tsentromeerid on keskkohad, kus kaks
kromatiidi üksteise külge kinnitunud on moodustamaks kromosoomi.
See siin on kromatiid ja see teine
on kromatiid ja nad ühenduvad tsentromeeris.
Aga see on metafaas.
See on üsna lihtne.
Metafaasis toimub lihtsalt raku joondumine ja
on mitmeid teooriaid, kuidas rakk
üldse teab sellest punktist edasi minna.
Kuidas see teab, et kõik
on joondunud ja ühendunud?
Ja on teooriaid, et eksisteerib mingi signalisatsiooni
mehhanism, mis peatab mitoosi, kui üks nendest
kinetohoori valkudest pole korralikult
mikrotuubulite külge kinnitunud.
Seega see on väga keerukas protsess.
Võite ette kujutada, et teil on 46 kromosoomi ja
kõik see värk toimub toimub rakus,
pole mingit inimest või arvutit, kes asju lükkaks.
Seda juhib keemia ja termodünaamilised protsessid.
Aga hoolimata keerukusest toimub see kõik
elegantselt ja spontaanselt kõigi
kontrollide ja nõuetega, nii et enamjaolt
ei juhtu midagi halba, mis on üsna hämmastav
Seega pärast metafaasi oleme me valmis asju laiali tõmbama, see on anafaas.
Seega anafaasis -- las ma kirjutan selle üles.
Ma muutsin ka raku värvi.
Need siin tõmmatakse lahku.
Ja niipea, kui need lahku tõmmatakse -- vaatame,
seda siin tiritakse.
Las ma teen selle rohelises.
Üks kromatiididest liigub selles suunas.
Teine liigub teises suunas.
Ja sama kehtib punaste kohta.
Ühte tõmmatakse selles suunas, ja teist teises suunas
Ja muidugi on siin tsentrosoomid ja
need on ühendatud kinetohooridega, mis on seal,
ja sellepärast neid tõmmataksegi.
Lisaks sellele on ka mikrotuubulite struktuur,
mis pole kromosoomidega ühenduses, vaid
aitavad tsentromeere üksteisest eemale tõugata,
nii et kõik liigub raku eri otstesse.
Ja niipea kui need kaks kromatiidi lahknevad,
-- ma rääkisin sellest veidi, kui meil oli jutuks
DNA sõnavara -- kui need lahknevad, võib mõlemat
kromatiidi kutsuda eraldi kromosoomiks.
Nüüd võib öelda, et
kui rakul oli siin kaks kromosoomi,
siis nüüd on tal neli kromosoomi.
Kui kromatiid pole enam ühenduses oma
"sõsar-kromatiidiga", siis peetakse neid "sõsar-kromosoomideks",
mis on lihtsalt nimetamise tava.
Nad olid seal enne ja on ka praegu.
Enne olid nad lihtsalt ühendatud.
Nüüd, kui nad on eraldi, peetakse neid eraldi objektideks.
Ja me oleme peaaegu lõpusirgel.
Viimane staadium on telofaas.
Ma joonistan raku siia veidi erinevalt,
sest enamjaolt toimub midagi telofaasiga samaaegselt.
Ma pööran rakku 90 kraadi.
Ütleme, et see oli üks tsentroSOOM.
See siin on teine tsentrosoom.
Siinkohal on see põhimõtteliselt
DNA enda juurde tõmmanud.
Seega see siin on tõmmanud ühe koopia kromosoomist ja
ühe koopia sellest kromosoomist.
Teine on teinud sama asja.
Ta on tõmmanud ühe koopia mõlemast kromosoomist enda juurde.
Ja nüüd hakkavad mõlema otsa juures tekkima tuumamembraanid.
Seega nüüd hakkavad mõlema otsa juures olema tuumamembraanid.
Nii et pärast telofaasi -- me oleme praegu telofaasis --
oleme me lõpetanud mitoosi.
Me oleme täielikult kopeerinud meie kaks esialgset
tuuma ja kogu geneetilise materjali selle sees.
Samal ajal, kui toimub telofaas,
toimub tavaliselt ka tsütokinees, kus tekib
see vagu, kus -- telofaasi käigus
surutakse neid asju mikrotuubulite poolt
järjest kaugemale üksteisest, nii et
nad on juba raku otstes, raku tsütoplasma otstes,
ja võib mõelda, et nad suruvad külgedele, et rakku pikendada.
Kui see toimub, tekib vagu, see väike lohk.
Pärast telofaasi mitoosis toimub ka tsütokinees,
kus tekib see vagu ja muutub järjest sügavamaks,
kuni tsütoplasma on eraldunud kaheks eraldi rakuks.
Seega see on tsütokinees, mis pole tegelikult
mitoosi osa, aga tavaliselt toimub koos telofaasiga, nii et
kohe pärast mitoosi lõppu tekib tavaliselt kaks täielikku identset rakku.
Kui meil on need kaks rakku, siis
nad mõlemad lähevad enda interfaasi.
Või siis kumbki neist, kui me vaatame ainult ühte,
on oma G1 faasis.
Mingil hetkel need kaks hakkavad paljunema
ja see on S faas ja siis läheb see G2 faasi ning
siis läbib see uuesti mitoosi.