מיטוזה:

Interphase- :שלושה שלבים במחזור התא שמכינים את התא לשלב המיטוזהS-Phase ,שכפול הדנ"א :G1, G2 Phases.מספקים זמן לגדילת התא :

Cell-Cycle Control System :מתאמת בין האירועים המתרחשים במחזור התא. הליבה המרכזית של מערכת זו היא אוסף של חלבונים אשר מופעלים ברצף ומפעילים את פעולות

אשר שולטים CDk (Cyclin-dependent kinases)במחזור התא. בין חלבונים אלו מנויים ה.M ולשלב Sבכניסה לשלב

M-CDk:מקדם כניסה לשלב המיטוזה. אקטיבציה של קינאז זה מפעילה המון שינויים מורפולוגיים בתא אשר מתרחשים בזמן המיטוזה:

דחיסה של הכרומוזומים-שבירה של מעטפת הגרעין- והגולג'יERארגון מחדש של ה-שחרור הקשר של התא עם תאים שכנים והמטריקס הבין תאי- ארגון מחדש של שלד התא כך שתהיה הפרדה בין הכרומוזומים וחלוקה של התא-

לשניים.M-CDkשלב המיטוזה מסתיים כאשר יש אינאקטיבציה של

, שניS-Phaseכאשר הכרומוזומים עוברים שכפול ב העותקים של הכרומוזום המשוכפל נשארים קשורים

.Sister Chromatidsבקשר הדוק אחד לשני והם

חלבונים המשתתפים בדחיסה:

1.Choesins-קומפלקס חלבונים אשר מתקבץ לאורך כל כרומטידה באזור הסנטרומר בעת שכפול הדנ"א

בין כרומוטידותוגורם לכך שהן מוחזקות יחד. קושר אחיות

2.Condensin

s - סט של

קומפלקסים של חלבונים אשר עוזר בביצועchromosome condensation שמתרחש לפני הכניסה

-Mלשלב המיטוזה. קומפלקסים אלו מופעלים ע"י CDk.שגורם לפוספורילציה של מספר תת יחידות

הדחיסה גורמת לכרומוזומים להיות יותר קומפקטיים, ויוצרת מהם חבילות קטנות שיהיה יותר קל להבדיל

ולהפריד ביניהם לבין שאר מרכיבי התא בזמן קושר מולקולת דנ"א אחת ע"מ לדחוסהחלוקה.

אותה

שני החלבונים הנ"ל קרובים מבחינה מבנית ועובדים יחדיו ע"מ להכין את הכרומוזומיםהמשוכפלים לשלב המיטוזה.

Mitotic ,מבנה של שלד התא המורכב ממיקרוטובולים והחלבונים השונים שמגיבים איתם -spindle

כולל חלבוני מנוע. מבנה זה מבצע את הפרדת הכרומוזומים המשוכפלים- העתק אחד לכל תא בת. מבנה זה תלוי בכך שלפני שלב המיטוזה ישנה הכפלה של הסנטרוזום. שני

הסנטרוזומים יוצרים את קטבי החלוקה. Contractile ring-מורכב בעיקר מפילמנטים של אקטין ומיוזין המסודרים במבנה של טבעת

מסביב ל"קו המשווה" של התא. טבעת זו מתחילה להיווצר לקראת סוף שלב המיטוזה ממש מתחת לממברנה הפלזמתית. כשהטבעת מתכווצת היא מושכת את הממברנה פנימה,

וכתוצאה מכך התא מתחלק לשניים.

המיטוזה ישנם לפני תחילת שלב קריטיים שני אירועים

להתרחש החייבים : S בשלב

שכפול מלא של הדנ"א.1 המאפשר בשלב הראשון של המיטוזה יש פיצול שלשכפול של הסנטריולי-.2

וכך שכל תא בת יקבלmitotic spindleהסנטרוזומים, ליצירת שני הקטבים להסנטרוזום.

Centrosome cycle: בשלב האינטר פאזה, הסנטריולי משוכפלים,

ושני ההעתקים נשארים ביחד כקומפלקס אחד בצד אחד של הגרעין. כאשר שלב המיטוזה

מתחיל, הסנטריולים נפרדים לשני הסנטרוזומים וכל אחד מהם יוצר סידור רדיאלי

שני. asterשל מיקרוטובולים הנקרא הכרומוזומים נעים לקצוות מנוגדים של הגרעין

.mitotic spindleויוצרים את הקטבים של ה spindleכאשר מעטפת הגרעין קורסת ה

נתפסים לכרומוזומים ולבסוף מפרידים ביניהםבשלב מאוחר יותר במיטוזה.

CDksשכפול הסנטרוזום מופעל ע"י אותם התהליךשמפעילים את שכפול הדנ"א- זה למה

. S מתחיל בתחילת שלב כאשר המיטוזה מסתיימת ומעטפת הגרעין מתגבשת חזרה סביב הגרעין, כל תא בת מקבל

סנטרוזום באסוציאציה לכרומוזומים שלו.

בתחילת שלב המיטוזה, המיקרוטובולים, שיוצרים את המערך הציטופלזמה, מתארגנים . השינוי הדרמטי הזה מתרחש בבת אחת ומאופיין בעליה באיmitotic spindleמחדש ליצירת ה

. spindleיציבות דינמית של המיקרוטובולים, אשר קריטית עבור הרכבה ותפקוד של ה בתחילת שלב המיטוזה המיקרוטובולים מגדילים את מספרם ונהיים יותר קצרים מאשר היו

במצב האינטר פאזה- כלומר נהיים יותר דינמיים. -MAPs (microtubuleשינויים אלו נובעים משינויים באקטיביות של חלבונים הנקראים

associated proteins) במשך האינטרפאזה חלבונים רבים מסוג זה נקשרים למיקרוטובולים שגורם לכניסה לשלב המיטוזה עושהM-CDkומייצבים אותם. בתחילת המיטוזה ה

פוספורילציה לחלק מחלבונים אלו ומפחית את יכולתם לייצב המיקרוטובולים. חלבונים בשםcatastrophins גם גורמים לכך שהמיקרוטובולים יהיו פחות יציבים ומסייעים בארגון מחדש של

המיקרוטובולים.

Prophase.1: על הסנטרומרים(kinetochoreדחיסה של הכרומוזומים )התמקמות ה .1mitotic spindleיצירת ה.2הגרעינון נעלם.3

Mitotic Spindle בתחילת שלב הפרופאזה שני הסנטרוזומים )הסנטרוזום

( נפרדים, מארגנים אתSעצמו השתכפל בתחילת שלב מערך המיקרוטובולים שלהם ונעים לקצוות נפרדים של התא. חלק מהמיקרוטובולים שיוצאים מסנטרוזום אחד

עוברים אינטראקציה עם מיקרוטובלים מהסנטרוזום השני. אינטראקציה זו מייצבת את המיקרוטובולים, מונעת מהם לעבור דה-פולימרזיציה, ומחברת את שני המיקרוטובולים

.mitotic spindleיחד- כך נוצרת המסגרת הבסיסית של ה .Spindle Polesשני הסנטרוזומים כעת משמשים כ

Interpolarהמיקרוטובולים שבאינטראקציה נקראים microtubules .יצירת הspindleמונעת בין השאר ע"י

חלבונים מנוע אשר מסייעים לאינטראקציה ביןהאינטרפולר מיקרוטובולים.

Prometaphase. 2:

אשר מתרחשת בשלפירוק של מעטפת הגרעין, פוספורילציה וכתוצאה מפירוק של פילמנטים בלמינה של הגרעין. המיקרוטובולים כעת

נקשרים בעזרת חלבוני מנוע לכרומוזומים דרך קומפלקסים של חלבונים הנקראיםkinetochores -אשר מתמקמים על הכרומוזומים הדחוסים בשלב הפרופאזה. הקינטוכורים

מתמקמים על הכרומוזומים בכיוונים מנוגדים של הכורמטידות האחיות. התמקמות הקינטוכור על הכרומוזום תלוי בהמצאות רצף הדנ"א של הסנטרומר- במידה ולא קיים רצף זה,

הקינטוכור לא יכול להתמקם וכתוצאה מכך אין חלוקה נכונה של הכרומוזומים לתאי הבת. ברגע שמעטפת הגרעין קורסת, פגישה אקראית של המיקרוטובולים עם הקינטוכורים תגרום

מאחר. kinetochore microtubuleליצירת קשר. המיקורטובול שכעת קשור לקינטוכור נקרא והקינטוכורים של כרומטידות אחיות פונים לכיוונים שונים, ישנה נטייה של הכרומטידות

האחיות להקשר לקטבים מנוגדים, כך שכל זוג קשור לשני הקטבים. מספר המיקרוטובולים 20-40הקשורים לכל קינטוכור משתנים בין מינים. כל קינטוכור בבני אדם נקשר ל

מיקרוטובולים , בעוד קנטוכור של שמר נקשר רק לאחד. אם אותו קינטוכור נקשר לשני הסנטרוזומים/ סנטרוזום אחד קשור לשני קינטוכורים שונים ע"י המיקרוטובולים שלו- מצב זה

איננו יציב ולא ישמר.

הכרומוזומים בהתחלה נעים בעזרת חלבוני מנוע על המיקרוטובולי. מאחר וישנה אי יציבות דינמית, המיקרוטובולים כל הזמן

מתקצרים ומתארכים-< נוצר מצב שהכרומוזום נופל מהמיקרוטובולי ובשל

הזווית שנוצרת הכרומוזום דרך הקומפלקס של הקינטוכור נקשר בעזרת החלבון מנוע

לקצה )+( של המיקרוטובולי. לאחר קשירה זו כעת הצד השני נגיש גם לקשירה ע"י

מיקרוטובולי.

Metaphase.3: metaphaseתחילת המטאפאזה מוגדרת ע"י הסתדרות של הכרומוזומים במישור החלוקה-

plate.

Anaphase.4: שלב האנאפאזה מתחיל בשחרור של

, המחברים ביןchoesinחלבונים ה הכרומטידות האחיות, ע"י חלבונים

APC- Anaphaseהשייכים לקומפלקס promoting proteinsמפרק חלבון >-

אינהיבטורי-< ישנו שחרור של אנזים ששובר את הקשרים של הקואנזין. כך

מתאפשרת משיכה של כל אחד מכרומוזומי הבת להמשך לקוטב אליו

הוא קשור. אשר עושהE3 הוא אנזים מסוג APC*ה

יוביקוילציה לאנזים שעושה פירוק של חלבוני הדחיסה.

.contractile ring*בשלב האנאפאזה ישנה התגבשות של ה

Anaphase A : קינטוכור

והכרומוזום המחובר נע לכיוון הקוטב. הכח המניעמיקרוטובולים מתקצר בשל דהפולרימזציה את התנועה בשלב זה מגיע בעיקר מחלבוני המנוע הפועלים בקינטוכור, בסיוע איבוד יחידות

tublinשמתרחש בעיקר היכן שהקינטוכור מיקורטובול מחובר לכרומוזום. איבוד יחידות שקשור גם למיקרוטובול וגם לקינטוכור, אשר משתמש באנרגיתקטסטרופין הטובלין קושר ל

להסרת יחידות הטובולין.ATPהידרוליזת

Anaphase B: הרחק אחד מהשני, ובכך תורמים להפרדה בין שניהקטבים עצמם זזים הכרומוזומים האחיות. האינטרפולר מיקרוטובולים החופפים ביניהם מחליקים אחד ע"ג השני ובכך דוחפים את הקטבים הרחק אחד מהשני. הכח המניע לתהליך זה מיוחד לשני סטים של

חלבוני מנוע: חלק ממשפחות הקיינסין והדיינסין:1.Kinesyn:פועל על האינטרפולר מיקרוטובולים- ארוכים וחופפים, אשר יוצרים את

הספיינדל. חלבונים אלו מחליקים את מיקרוטובולים מקטבים שונים אחד על גביהשני באזור מישור החלוקה ובכך דוחפים את הקטבים הרחק אחד מהשני.

2.Dinesyn:נמצא על המיקרוטובולים האסטרלים אשר יוצאים מהקטבים לפריפריה של התא. חלבונים אלו עוברים אינטראקציה עם הקורטקס של התא- תומך בממברנה של

התא, ומושכים כל קוטב לכיוון הקורטקס ובכך הרחק מהקוטב השני.

חומרים שמונעים חלוקת תא:Nacodazole -.קושר יחידות טובולין ומונע פירוק דהפולימריזציה שלהן

Taxol-.)קושר את המיקרוטובולים היציבים )מונע דהפולימריזציה

Telophase.5:השלב האחרון של המיטוזה.

2מעטפת התא מתארגנת מחדש סביב כל אחד מהסטים של הכרומוזומים ליצירת .1 גרעינים. וסיקולות של ממברנת גרעין מתרכזות בתחילה סביב כרומוזומים בודדים,

ולאחר מכן עוברים איחוד ליצירת מעטפת הגרעין. מתארגנים מחדש במעטפת. nuclear poresבמשך התהליך ה.2 הפילמנטים האינטרממברנליים של הלמינה שעברו פוספורילציה בשלב הפרופאזה.3

כעת עוברים דה פוספורילציה ומגיבים מחדש ע"מ ליצור מחדש את הלמינה. מתחילים לשאוב פנימה חלבוני גרעין,poresברגע שהמעטפת התגבשה מחדש ה.4

הגרעין מתרחב, הכרומוזומים הדחוסים הופכים להיות לא דחוסים=<כתוצאה מכךתרגום של הגנים כעת אפשרי.

חלוקת האברונים בתא: אברונים כמו מיטוכונדריה/כלורופלסט, נמצאים בד"כ בכמות רבה בתא ולכן יועברו-

בצורה בטוחה, בממוצע מספר מוכפל בכל מחזור תא פעם אחת. האינטרפאזה ממשיך את ממברנת הגרעין ומסודר ע"י המיקרוטובולים של שלדERה-

ERהתא. בכניסה לשלב המיטוזה, המיקרוטובולים מתארגנים מחדש, משחררים את המאחיזתם אשר מתפרק לחתיכות כאשר מעטפת הגרעין קורסת.

הג'ולגי מתפרק גם כן וחוזר למצבו בטלופאזה. - חלק מהאברונים בתא נעזרים בחלבוני המנוע הנעים על הספיינדל לאחד מתאי הבת.- אברונים אחרים בתא, כולל חלבונים מסיסים, מתחלקים בצורה רנדומלית בין תאי-

הבת בזמן חלוקת התא לשניים.

Cytokinesis:

תהליך בו הציטופלזמה מתפצלת לשניים. תהליך זה בד"כ מתחיל בשלב האנאפאזה אבל אינו מושלם עד היווצרות שני גרעיני תאי הבת. ציטוקינזה כולל מבנה ארעי של פילמנטים של

אקטין ומיוזין- Contractile ring .מישור ההתפצלות של התא והמועד נקבעים ע"י הmitotic spindle .

( של הממברנהcleavage furrowהסימן הראשון להתחלת ציטוקינזה הוא כיווצים וחרצים ) mitotic. החריצים הם אנכיים לציר של השלב האנאפאזההפלזמתית שמתרחשים במשך

spindleכך מובטחת חלוקת שווה של הכרומוזומים בין תאי הבת. בד"כ הפיצול יהיה לשני - תאי בת שווים בגודלם .

Contractile Ring: מורכבת מעיקר מסידור של פילמנטים חופפים של

actin -וmyosin .הטבעת מתגבשת בשלב האנאפאזה ומחוברת לחלבונים שקשורים לממברנה בחלק

הציטופלזמתי של הממברנה. המנגנון לתזמון ולארגון הטבעת עדיין איננו ברור. ברגע שהטבעת מורכבת,

יש ביכולתה להפעיל כוח חזק מספיק ע"מ לכופף מחט זכוכית המוחדרת לפנים התא. הכוח מופק ע"י

החלקה של הפילמנטים של אקטין על הפילמנטים של המיוזין )כמו בזמן כיווץ שריר(. מדובר במבנה ארעי

שככל ששלב הציטוקינזה מתמשך נהיה יותר קטןומתפרק לגמרי ברגע שהתא מחולק לשניים.