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C e l l d i v i s i o n n o t e s c o m p l e t e

C e l l D i v i s i o n - M i t o s i s a n d M e i o s i s •

o o o

s tu d e n t s w d e fin e a n d e x p la in th e c o m p a re th

ill d e s c e x p la in e v e n ts e fo rm a

rib th o f tio

e th e p r o e s ig n ific th e c e ll c n o f id e n

c e s s e s o f m ito s is a n d m e io s is a n c e o f c h r o m o s o m e n u m b e r i n s o m a t i c a n d s e x c e l l s y c l e t i c a l a n d f r a t e r n a l t w i n s

C h r o m o s o m e S t r u c t u r e a n d V o c a b

H a p l o i d ( n ) g a m e t e s ( e g g s a n d s p e r m ) • 2 3 c h ro m o s o m e s in h u m a n s • D i p l o i d ( 2 n ) S o m a t i c c e l l s ( n o n g a m e t e s ) • 4 6 c h r o m o s o m e s i n h u m a n s •


T h e C e ll C G ro w • H o w • T w o •

y c l e t h a n d d i v i s i o n o f s o m a t i c c e l l m u l t i c e l l u l a r o r g a n i s m s g r o w i n s i z e p h a s e s : I n t e r p h a s e a n d D i v i s i o n P h a s e D i v i s i o n P h a s e

C e l l C y c l e

In te rp I n t e r p h a s e L o n g e s t p h a se in th e c e ll c y c le • C e l l g r o w s i n s i z e • D o u b l e s c y t o p l a s m i c o r g a n e l l e s • D u p l i c a t e s c h r o m o s o m e s • T h r e e p a r t s : G 1 , S , G 2 • o G 1 : c e l l g r o w t h o S : s y n t h e s i s o f D N A ( c h r o m o s o m e d u p l i c a t i o n o G 2 : c e l l g r o w t h a n d p r e p a r a t i o n f o r d i v i s i o n

D i v i s i o n P h a s e M i t o s i s a n d C y t o k i n e s i s • C e l l s p l i t s i n t o t w o i d e n t i c a l c e l l s •

h a s e


M i t o s i s 4 s t a g e s : P r o p h a s e , M e t a p h a s e , A n a p h a s e , T e l o p h a s e • P r o p h a s e h ro m o so m e s c o n d e n tr i o l e s f o r m a n d p in d le fib e rs fo rm u c le a r m e m b r a n e

•

o o o o

C C S N

•

o o o o

•

o o o

•

o o o

C N C C

M e ta h ro m u c le h ro m h ro m

p h o a r o a

A n a p h a C e n tr o m S is te r c h S h o u ld b

T e lo p h C h ro m o S p in d le N u c le a r

a s s o m s o tid

e n m a n s ta

s e o v e t o o p p o s i t e e n d s o f c e l l d a t t a c h t o c e n t r o m e r e s r t s t o d i s s o l v e

e m e s e m b m e s s c a

( s i s t e r c h r o m a t i d s ) m o v e t o c e n t e r o f c e l l ( e q u a t o r i a l p l a t e ) r a n e c o m p l e t e l y d i s s o l v e d m o s t v i s i b l e a t t h i s s t a g e n b e c o m e i n t e r t w i n e d

s e e r e s d i v i d e r o m a t i d s ( n o w s e p a r a t e c h r o m o s o m e s ) m o v e t o o p p o s i t e e n d s o f c e l l e i d e n t i c a l c h r o m o s o m e s a t e a c h e n d

a s e s o m e s l e n g t h e n ( e x p a n d ) fib e r s d is so lv e m e m b r a n e r e f o r m s a r o u n d e a c h g r o u p o f c h r o m o s o m e s

C y t o k i n e s i s C y t o p l a s m d i v i d e s • E n d w i t h t w o i d e n ti c a l c e l l s • o B o t h s t i l l 2 n


M ito s is a n d A g in g L im ite d # o f d • B io lo g ic a l c lo • S tu d y o n h e a r • S p e c ia liz a tio n • o M o r e s p e c ia liz

(p g 5 6 2 a n d 5 7 0 i v i s i o n s c k m a y r e g u la te t c e l l s a ffe c ts m ito s is r e d c e lls d iv id e fe

i n t e x t ) # o f c e l l d i v i s i o n s a l l o w e d a t e w e r t i m e s

T e l o m e r e ( c a p a t e n d o f c h r o m o s o m e ) c o n t r o l s # o f d i v i s i o n s o I n n o r m a l c e lls : te lo m e re s s h o r te n e v e r y tim e th e c e ll d iv i d e s u n til it c a n ’ t s h o r te n a n y m o r e w i t h o u t a f f e c t i n g t h e c h r o m o s o m e . C e l l i s a t m a x a g e a n d d i e s •

T e l o m e r e

B l a c k b a n d s r e p r e s e n t g e n e s

I n a b n o r m a l c e lls : c e ll k e e p s d i v id i n g a n d c h r o m o s o m e s h o r te n s = lo s e g e n e tic i n f o r m a t i o n = a b n o r m a l c e l l s o

I n c a n c e r c e l l s : t e l o m e r e s d o n ’ t s h o r t e n w i t h e a c h d i v i s i o n , s o c e l l n e v e r s t o p s d i v i d i n g T h i s i s d u e t o t h e p r e s e n c e o f e n z y m e t e l o m e r a s e i n c a n c e r c e l l s t h a t p r e v e n t s s h o r t e n i n g o f t e l o m e r e s . o


C l o n i n g F o r m in g id e n tic a l o f fs • C lo n e a n d p a re n t h a v e • H a p p e n s n a tu r a lly in n • o B u d d i n g o R u n n e r s o I d e n t i c a l t w i n s A llo w s fo r p r o d u c tio n •

p r i n g f r o m a s i n g l e c e l l o r t i s s u e i n t h e p a r e n t o r g a n i d e n t i c a l D N A a t u r e ( p g 5 6 5 )

o f s t r a i n s o f p l a n t s w i t h p r e d i c t a b l e c h a r a c t e r i s t i c s

A n i m a l C l o n i n g ( 1 9 6 0 s + ) F r o g c l o n i n g ( p g 5 6 7 ) • o B la s to c y s t n u c le u s in s e rte d o E g g c e ll d iv id e s m ito tic a lly o N e w fro g is g e n e tic a lly id e o N u c le u s fro m o ld e r c e lls (g s p e c i a l i z e d t o u n d e r g o m i t o s i s

M a m m a l c lo o S a m e p ro c e s s o O n ly s e e m e d o T h e n D o lly h o T o o k n u c le u s o f P o l l D o r s e t t o N e w e m b ry o B l a c k f a c e ) o L a m b w a s b o •

in to to d n tic a a s tru

e n u c le a te d e v e lo p in to l to o r ig in a l la tio n s ta g e

(n o n o r e m ) d i

n u c l e u s ) e g g c e l l m a l e m b ry o a n d th e n fro g b ry o d n o t w o r k a s w e ll - c e lls a lr e a d y to o

n i n g a s f r o g s t o w o r k w i t h n u c l e u s f r o m b l a s t o c y s t c e l l s a p p e n e d f r o m a d u lt c e lls ( u d d e r c e lls ) o f F in n D o r s e tt a n d p u t i n e n u c le a te d e g g c e (w ith tra n s p la n te d n u c le u s ) p u t in to s u r ro g a te s h e e p ’ s w o m b (S c o ttis h r n t h a t w a s g e n e t i c a l l y i d e n t i c a l t o f i r s t a d u l t ( F i n n D o r s e t t )

R e v i e w q u e s t i o n s P g 5 7 1 : # 1 - 4

C e l l d i v i s i o n n o t e s c o m p l e t e s tu d e n t s d e sc rib e c o m p a re d e s c rib e

•

o o o

w th th th

M e i o s i s c e ll d i v • h a p p e n • g a m e te • g o e s th • s ta rts w •

ill e p e p e p

d e s c rib e th e ro c e ss o f m e ro c e ss es o f m r o c e ss e s o f c

p ro c e s io s is a i t o s is r o s s in g

s e s o f n d th e a n d m o v e r

m i t o s is a n d m e io s is n e c e s s i t y f o r t h e r e d u c t i o n o f c h r o m o s o m e n u m b e r e i o s is a n d n o n d i s ju n c t i o n

i s i o n t o f o r m s e x c e l l s ( a k a g a m e t e s , s p e r m , e g g s ) s o n l y i n t e s t e s a n d o v a r i e s s a r e h a p l o i d ( n ) r o u g h 2 d i v i s i o n s s i m i l a r t o M i t o s i s i t h G 1 , S , G 2

M e i o s i s I h o m o l o g o u s p a i r s s e p a r a t e •

P r o p h a s e I u c l e a r m e m b r a n e d i s s o l v e s e n tr io l e s f o r m a n d m o v e t o o p p o p i n d le f ib e rs f o r m a n d a tta c h to o y n a p s is o c c u rs : h o m o lo g o u s p a o t e t r a d = 4 c h r o m a t i d s ) o o ro s sin g o v e r m a y o c c u r ( p ie c es o f f s p r i n g •

o

N C S S ( C

o s i t e e n d s c e n t r o m e r e s ir s c o m e to g e th e r a n d in te r tw in e o f c h r o m a tid s b r e a k o f f a n d e x c h a n g e ) = v a r ia b ility i

S y n a p s i s

•

o

•

o o

M e t a p h a s e I T e t r a d s l i n e u p o n e q u a t o r i a l p l a t e

* * F o r s im p l ic ity , I w ill a s s u m e n o c r o s s i n g o v e r h a p p e n e d f o r t h e n e x t s t a g e s * *

A n a p h a s e I H o m o l o g o u s c h r o m o s o m e s s e p a r a t e t o o p p o s i t e e n d s ( s e g r e g a t i o n ) C h r o m o s o m e n u m b e r h a s n o w b e e n r e d u c e d t o n * * W h ic h o n e s ( r e d o r b l u e ) g o le f t o r r ig h t i s c o m p l e t e ly r a n d o m f o r e a c h p a i r . * *

T e lo N u c le T h e se o h o m o lo g o •

o

•

o o

p h ar tw u s

a s e I m e m b r a n e f o r m s a r o u n d e a c h s e t o n e w c e ll s a r e n o t i d e n t i c a l ( u n l i k e i n m i t o s is ) b e c a u s e o n e h a s o n e s e t o f t h e p a i r a n d t h e o t h e r h a s a n o t h e r s e t .

C y t o k i n e s i s C e l l m e m b r a n e s e p a r a t e s a n d y o u a r e l e f t w i t h t w o n e w h a p l o i d c e l l s T h e n b o t h s t a r t M e i o s i s I I w i t h o u t g o i n g t h r o u g h G 1 , S , G 2


M e i o s i s I I S i s t e r c h r o m a t i d s s e p a r a t e ( l i k e i n m i t o s i s )

• •

P ro N u c C e n S p in

•

o o o

p h a s e I I l e a r m e m b r a n e d i s s o l v e s t r i o l e s f o r m a n d m o v e t o o p p o s i t e e n d s d l e f i b e r s f o r m a n d a t t a c h t o c e n t r o m e r e s

M e t a p h a s e I I S i s t e r c h r o m a t i d s l i n e u p o n e q u a t o r i a l p l a t e

•

o

A n a p h a s e I I S i s te r c h r o m a t i d s s e p a r a t e t o o p p o s it e e n d s C h r o m o s o m a l n u m b e r i s s t i l l h a p l o i d

•

o o

•

o o

•

o

T e l o p h a s e I I N u c l e a r m e m b r a n e f o r m s a r o u n d e a c h s e t T h e s e t w o n e w c e l l s s h o u l d b e i d e n t i c a l i f t h e r e w a s n o c r o s s i n g o v e r p r e v i o u s l y .

C y t o k i n e s i s C e ll m e m b r a n e s e p a r a te s a n d y o u a r e l e f t w i t h f o u r n e w

h a p l o i d g a m e t e s


s tu d e n t s w ill d e s c r ib e th e p r o c e s s e s o f m ito s is a n d m e io s is d e s c rib e th e d iv e r s ity o f r e p r o d u c tiv e s tr a te g ie s b y c o m p a r in g th e a lte rn a tio n o f g e n e r a tio n s in a ra n g e o f o r g a n i s m s •

o

K e y T e rm S p o • S p o • G a m •

s r o p h y t e : s t r u c t u r e t h a t r e l e a s e s s p o r e s - D i p l o i d r e s : g r o w i n t o g a m e t o p h y t e e t o p h y t e : s t r u c t u r e t h a t m a k e s g a m e t e s - H a p l o i d

K w h k

n o w h ic h a p lo n o w

th e v o c a o n e s a re i d . D o n t' h s p e c ific p

b u la r y a n d d ip lo id o r a v e to l a n t s .





A b n o r m a l M e i o s i s N o n d i s j u n c t i o n 2 h o m o l o g o u s c h r o m o s o m e s f a i l t o s e p a r a t e d u r i n g m e i o s i s o r m i t o s i s 1 d a u g h t e r c e l l h a s t o o m a n y , 1 h a s t o o f e w c h r o m o s o m e s

•

o o

o o o

•

o o o •

o

•

o

c h r o m o s o m e s T o o m u c h o r t o o l i t t l e , d o n ’ t f u n c t i o n p r o p e r l y M o r e c o n s e q u e n c e s i n m e i o s i s = f e t u s t h a t ’ s m i s s i n g o r h a s t o o m a n y c h r o m o s o m e s

P o l y p l o i d y

M o r e t h a n 2 n ( n o n d i s j u n c t i o n o f a l l c h r o m o s o m e s ) 3 n t r i p l o i d y 4 n t e t r a p l o i d y F a i l u r e o f 2 n z y g o t e t o d i v i d e a f t e r r e p l i c a t i n g ( 4 n e m b r y o ) C o m m o n a n d c h e m i c a l l y e n c o u r a g e d i n p l a n t s s u c h a s w h e a t , o a t s , t o b a c c o , a n d p o t a t

H u m a n s a n d n o n d i s j u n c t i o n

S p l it a t m e io s is I I p r o d u c e s g a m e te s o f 2 2 a n d 2 4 c h ro m o s o m e s ( in s te a d o f n o r m a l 2 3

2 3 )

o

§ § §

T h e r e f o r e a f t e r f e r t i l i z a t i o n w i t h a n o r m a l g a m e t e , y o u g e t e m b r y o o f e i t h e r 4 5 o r 4 7 1 c h r o m o s o m e w h e r e t h e r e s h o u l d b e 2 = m o n o s o m y 3 c h r o m o s o m e s w h e r e t h e r e s h o u l d b e 2 = t r i s o m y A s i n d i v i d u a l d e v e l o p s , e v e r y c e l l w i l l e i t h e r b e 1 s h o r t o r h a v e 1 t o o m a n y

D i s o r d e r s D o w n S y n d r o m e •

•

T u r n e r S y n d r o m e

•

K l i n e f e l t e r s y n d r o m e

•

T r i s o m i c f e m a l e

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